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浅析微波铁氧体特殊过程确认

发布日期:2016年05月27日    浏览次数:2408

  摘要:本文根据GB/T19001和GJB 1405A等质量管理体系的相关规定,介绍了特殊过程的概念,围绕微波铁氧体制备的实际生产情况和特点,提出了微波铁氧体制备特殊过程的确认方式、内容及建议。

关键词:微波铁氧体;特殊过程;质量

 

引言

随着电子技术的飞速发展,对磁性材料的应用越来越广,要求越来越高。利用铁氧体的旋磁性、非线性效应等特性,制成各种微波铁氧体器件,如环行器、隔离器、移相器、开关等。这些器件是雷达、通信、尤其是相控阵雷达等电子设备的关键器件。微波铁氧体材料直接关系到铁氧体器件性能的好坏,批量化大规模生产的微波铁氧体内在质量特性是否能够满足顾客需求显得极其重要。但如何在铁氧体行业进行特殊过程确认,持续有效地控制产品质量,目前公开报道较少。笔者结合微波铁氧体行业的特点,对微波铁氧体特殊过程确认的方式、内容提出意见。

特殊过程的概念

GB/T 19001-2008《质量管理体系 要求》中7.5.2“生产和服务提供过程的确认”条款要求:“当生产和服务提供过程的输出不能由后续的监视或测量加以验证时, 使问题在产品使用后或服务交付后才显现时, 组织应对任何这样的过程实施确认。”[1]GJB 1405A-2006《装备质量管理术语》中4.2“特殊过程(特种工艺)”条款定义为:“直观不易发现、不易测量或不能经济地测量的产品内在质量特性的形成过程。”[2]

上述的界定可以这样理解:其一特殊过程是产品的形成过程之一,直接影响产品内在质量特性;其二特殊过程所影响的产品内在质量特性具有直观不易发现、不易测量或不能经济的测量的特点;其三特殊过程所影响的产品不能由后续的监视或测量加以验证,导致质量问题在产品使用后或服务交付后才能够显现。

微波铁氧体主要的生产制备过程包括:配料、均匀混合初步固相反应、生坯件成型、烧结、检验及磨加工等过程。微波铁氧体的性能是由其构成成分、晶体结构、显微组织决定的,而构成成分、晶体结构、显微组织和微波铁氧体制备过程中的各种因素息息相关。通常微波铁氧体产量少品种多,对氧化物法工艺制备的微波铁氧体,除了配料、成型和烧结采用自动化设备外,主要以手工作业为主,人为不可量化测控因素比较多,引起所制备的微波铁氧体产品一致性和重复性差,笔者常常碰到同一个配方,工艺过程也一样,但最后的产品性能不一致,时好时坏,成品率低,所以微波铁氧体的生产制备过程属于特殊过程范畴,有必要根据GB/ T 19 0 01一2 0 0 8 标准7.5.2 条款: “确认应证实这些过程实现所策划的结果的能力”,为确保产品质量打下基础。

微波铁氧体特殊过程确认方式

微波铁氧体特殊过程确认和其它特殊过程一样,主要也是对制备工艺、设备、人员、材料、环境、测量系统的确认,即确认过程具有能力确保过程结果(产品)的符合性,以及在工艺方法变化或发生质量事故等情况下再确认过程能力持续满足顾客要求。

3.1 制备工艺

即主要对工艺的可行性和重复性进行确认。确认工艺的准确性;确认工艺参数及对工艺参数的连续监控能力(如监控的频次和记录),例如石榴石为得到低的介电损耗和小的线宽,必须确保最佳化学正分,使之达到约10-3之内,必须控制混合和球磨参数(如料球比例、钢球尺寸、球磨时间等)[3];对各个工序中的操作注意事项、操作难点、关键点、要点确认;确认生产中的现有防错纠错措施的实际有效性。

3.2 机器设备

对于机器设备,常用的方法是通过合格证进行确认,以及仪表、热电偶校验证书、炉温均匀性校对是否在有效期确认,设备日常维护是否满足要求。由于微波铁氧体石榴石、尖晶石、六角晶系三个系列产品互相间掺杂严重影响内在质量特性,除了粉碎和烧结设备外,确认其余设备按铁氧体系列专用。

同时不能忽视对工装夹具的确认,例如,确认成型模具是否退磁、间隙是否合理、表面光洁度是否满足要求。

3.3 人员

对操作人员的工艺执行力即能力胜任性的确认。操作者的技能和操作习惯会带来不同程度的差异,影响产品质量,这种差异又不易于量化测控。确认方式有操作人员岗位资格证书、设备操作证,日常操作中有无质量问题发生、培训学时及效果等。确认操作人员是否能够积极采取正确的措施处理操作中容易出现的故障、事故或潜在影响质量的因素,例如在烧结工序,装载量过多过少,生坯件尺寸不同,对升温和降温速率会有不同,一名优秀的操作人员能够根据变化进行合理的调整,减少产品变形量,避免铁氧体烧结开裂。

3.4 材料

原材料中存在的杂质对铁氧体电磁性能影响极大,例如对于石榴石系中快弛豫离子的含量对线宽的影响。并且国内化工厂家的产品质量良莠不齐,即便对同一厂家不同批次的产品间也有差异,所以必须对化工原材料符合性进行确认,建立合格供应商目录。

对辅助材料同样也要进行确认。辅助材料如微波铁氧体烧结时防止粘接用的氧化铝粉、球磨钢球、蒸馏水、粘合剂合格是否进行确认。

3.5 环境

对环境的确认,除了对环境的温度、湿度、照明、安全等方面确认外,为防止制备过程不带入杂质,更重要的是操作环境确认,即确认球磨桶是否清洁,预烧钵是否按铁氧体系列专用,烧结匣钵是否干净等。

3.6 测量系统

内在质量特性检测的确认是微波铁氧体特殊过程的重要环节,通常处理方法是确认测量系统是否能够满足生产中对数据测量的精度,确认测试数据的记录,以及测量人员的水平。

结论

微波铁氧体的制备由于客观条件限制或控制手段落后,产品质量不稳定,是质量管理工作的重点和难点,只有将其作为特殊过程,对影响过程质量的各个因素进行确认,才可能保证整个操作流程具有持续稳定地生产出符合顾客要求的优质铁氧体产品的能力,对企业的成本和质量意义重大。

 

参考文献

[1] GB/T 19001-2008质量管理体系要求.北京:中国标准出版社,2009.

[2] GJB 1405A-2006装备质量管理术语.北京:总装备部军标发行部,2007.

[3]E.P.Wohlfarth著,刘增明等译.铁磁材料磁有序物质特性手册卷Ⅱ[M].北京:电子工业出版社,1993.

 

通讯作者:锁爱林江苏省苏州市高新区建林路379号特种器件部

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