钢领作为环锭纺纱中的关键器件,传统钢材质钢领不耐磨损,年损耗量巨大。研制更耐磨损,耐高温的陶瓷钢领对于环锭纺纱来说具有重要意义。陶瓷钢领的成本取决于其制备工艺成本,制备工艺的关键步骤是烧结过程。陶瓷的常规烧结方式耗时耗能,温度分布不均匀且烧结后的样品性能低,而微波烧结方式不仅用时短,节能高效而且烧结后的样品性能更优异。影响微波烧结样品性能的一个关键因素就是材料在烧结腔内受热是否均匀,这与烧结腔内电磁场的分布情况有很大关联,因此在烧结过程中掌握腔内电磁场的分布至关重要。为了解决样品低温时在微波烧结腔内吸收微波程度不均的情况,本文借助三维电磁仿真技术HFSS,在其模拟结果指导下,对微波烧结技术制备陶瓷钢领的工艺及性能进行研究。首先,借助仿真软件HFSS来模拟微波烧结腔内的电磁场分布情况,并通过改变样品位置,比较电磁场分布情况,得到样品上电磁场分布最均匀的区域,利用仿真结果指导微波烧结实验。其次,通过注凝成型法得到3Y-TZP陶瓷钢领素坯,利用常规烧结与微波烧结两种方式对其预烧结后再进行微波烧结,探究预烧结方式对陶瓷钢领性能的影响,确定陶瓷钢领微波烧结的最佳工艺。最后,改变样品在烧结腔内的位置进行烧结实验,验证仿真结果的准确性。实验结果表明:微波预烧结的样品完成整个烧结过程后比常规预烧结样品的晶粒尺寸更小、分布更均匀,密度、维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性等性能均优于常规预烧结,且最终烧结温度要低100℃。另外,在仿真软件得到的电磁场分布最均匀区域进行烧结的陶瓷样品,其各项性能均优于其他区域烧结的样品,且粒径更均匀,气孔更少。因此模拟技术指导微波加热过程,可以有效解决微波加热不均匀问题,改善样品性能。三维电磁场仿真分析的准确性及指导3Y-TZP陶瓷微波烧结的优越性得到了验证,在电磁仿真技术指导下使用微波烧结技术可以提高纯陶瓷钢领的性能和成品率,提高效率,减低工艺成本,使纯陶瓷钢领普遍应用于环锭纺纱生产中成为可能。