一种用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体及其制备方法，目的在于解决现有的大尺寸铁氧体器件具有超大尺寸和高性能指标要求，只能通过粘结的方式生产，性能受限，且会出现断裂、分层、变形，以及高温作用产生的指标不稳定等现象，生产成本非常高昂的问题。本发明的超大尺寸铁氧体由Fe2O3、NiO、ZnO、CuO、Co2O3、MnCO3、V2O5、MgCl2·6H2O为原料制备而成。本发明通过调整原料配比，改进烧结工艺，有效避免了超大尺寸铁氧体在烧结过程中断裂、分层、变形等问题，所制备的超大尺寸铁氧体具有尺寸大、性能优良等优点。同时，本发明的超大尺寸铁氧体采用烧结一次整体成型，无须通过小块粘结而成，极大提高了产品的性能，同时也进一步降低了产品的生产成本。
【专利说明】-种用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，尤其是用于粒子加速装置的铁氧体材料领域，具体为一种 用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 大型铁氧体器件是各类高能粒子加速器的核也部件之一。其主要用于直线感应加 速器，可产生加速电压脉冲，把数十千安的粒子束流加速到上百兆电子伏，并能吸收粒子加 速过程中产生的电磁波，保证加速器运行过程的稳定。将铁氧体用于射频直线或回旋加速 器时，产生超高频加速电压，能把粒子加速到数千兆电子伏的能量。
[0003] 目前，小尺寸的铁氧体器件（通常直径在几毫米至二十毫米之间）的应用较为广 泛，制备较为简单；而加速器需要采用的铁氧体器件，其最小尺寸为500mm W上。目前，市场 上的大尺寸铁氧体器件仅能由美国等少数国家生产，其是通过将小块粘结形成大尺寸的铁 氧体器件。由于大尺寸铁氧体器件具有超大尺寸和高性能指标要求，在研制过程中，产品会 出现断裂、分层、变形，W及高温作用产生的指标不稳定等现象，生产成本非常高昂。同时， 粘结形成的大尺寸铁氧体器件在性能上也受到制约。
[0004] 因此，成功研制出一种为1000mm、高性能铁氧体器件已迫在眉睫。
【发明内容】
[0005] 本发明的发明目的在于；针对现有的大尺寸铁氧体器件具有超大尺寸和高性能指 标要求，只能通过粘结的方式生产，性能受限，且会出现断裂、分层、变形，W及高温作用产 生的指标不稳定等现象，生产成本非常高昂的问题，提供一种用于粒子加速装置的超大尺 寸铁氧体及其制备方法。本发明通过调整原料配比，改进烧结工艺，有效避免了超大尺寸铁 氧体在烧结过程中断裂、分层、变形等问题，所制备的超大尺寸铁氧体具有尺寸大、性能优 良等优点。同时，本发明的超大尺寸铁氧体采用烧结一次整体成型，无须通过小块粘结而 成，极大提高了产品的性能，同时也进一步降低了产品的生产成本。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体，由如下质量百分比的原料制备而成：
【权利要求】
1. 一种用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体，其特征在于，由如下质量百分比的原料 制备而成： Fe203 50%-60°/〇 ； NiO 13%-20°/〇 ； ZnO 14%-18% ； CuO 2%-5°/〇 ； C〇203 1. 5%-2. 3% ； MnC03 1. 2-1. 7% ； V205 0. 5-1% ； 六水氯化镁 2-6. 0%。
2. 根据权利要求1所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体，其特征在于，由如下质 量百分比的原料制备而成： Fe203 54. 1% ； NiO 15% ； ZnO 18% ； CuO 3% ； C〇2〇3 2. 0% ； MnC03 1. 6% ； V205 0. 8% ； 六水氯化镁5. 5%。
3. 根据权利要求1或2所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其特征 在于，包括如下步骤： (1) 一次球磨 按配比称取各组分，将称取的组分混合后，再向其中加入水，然后将所得的混合物进行 球磨，球磨时间为10-20h，得一次球磨产物； (2) 预烧 再将步骤1制备的一次球磨产物进行烘干，烘干后对第一球磨产物进行预烧，预烧温 度为1050°C -1090°C，预烧时间为l_5h，得预烧产物； (3) 二次球磨 待预烧产物冷却后，向步骤2制备的预烧产物中加入水后，进行二次球磨，二次球磨时 间为3-7h，得二次球磨产物； (4) 成型烘焙 将二次球磨产物进行烘干后，将二次球磨产物进行压制成型，得成型物，将成型物在 75-85 °C下烘焙5-8天； (5) 烧结 将步骤4烘焙后的成型物放入烧结窑内，并在1220°C -1340°C下烧结3-8h，烧结后，即 得产品。
4. 根据权利要求3所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其特征在 于，将步骤5烧结后的产品进行机械加工，即可。
5. 根据权利要求3所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其特征在 于，所述步骤1中，球磨时间为12h。
6. 根据权利要求3所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其特征在 于，所述步骤2中，预烧温度为1070°C，预烧时间为4h。
7. 根据权利要求3所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其特征在 于，所述步骤3中，将二次球磨产物进行压制成型时，成型压强为1. 8*104N/cnT3. 5*104N/ cm2。
8. 根据权利要求3-7任一项所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其 特征在于，所述步骤3中，成型压强为2. 0*104N/cm2。
9. 根据权利要求3所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法，其特征在 于，所述步骤4中，将成型炉从室温升温至75-85 °C，在75-85 °C下烘焙5-8天。
10. 根据权利要求3-9任一项所述用于粒子加速装置的超大尺寸铁氧体的制备方法， 其特征在于，所述步骤5中，将步骤4烘焙后的成型物放入烧结窑内烧结，先将成型物从 室温升温至45(T550°C，升温速率为:Tl(TC /h，升温后保温3-6h ;然后再将成型物升温至 1220°C -1340°C，升温速率为:T6°C /h，升温后保温3-8h ;再将成型物降温至75(T850°C，降 温速率为1?5°C /h，降温至75(T850°C后，保温3-10h ;最后冷却至室温，即得产品。
【文档编号】C04B35/26GK104261814SQ201410488548
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】罗军 申请人:绵阳市宏扬科技有限公司