小型微波高溫燒結(jié)爐|實驗室用微波燒結(jié)爐
微波燒結(jié)是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結(jié)構(gòu)耦合而產(chǎn)生熱量,材料的在電磁場中的介質(zhì)損耗使其材料整體加熱至燒結(jié)溫度而實現(xiàn)致密化的方法。微波燒結(jié)原理是與目前的常規(guī)燒結(jié)工藝有著本質(zhì)區(qū)別。
小型微波高溫燒結(jié)爐|實驗室用微波燒結(jié)爐
由于材料可內(nèi)外均勻地整體吸收微波能并被加熱,使得處于微波場中被燒結(jié)物內(nèi)部的熱梯度和熱流方向與常規(guī)燒結(jié)時*不同。微波可以實現(xiàn)快速均勻加熱而不會引起試樣開裂或在試樣內(nèi)形成熱應力,更重要的是快速燒結(jié)可使材料內(nèi)部形成均勻的細晶結(jié)構(gòu)和較高的致密性,從而改善了材料性能。同時,由于材料內(nèi)部的不同組分對微波的吸收程度不同,因此可以實現(xiàn)有選擇性燒結(jié),從而制備出具有新型微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能的材料。
而且在微波燒結(jié)爐中采用微波發(fā)生器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱源,它與傳統(tǒng)技術(shù)相比較.屬于兩種截然不同的加熱方式。微波介質(zhì)進行的加熱,化學原料一旦放入微波電場中.其中的極性分子和非極性分子就引起極化.
變成偶分子。按照電場的方向定向,由于該電場屬于交變電場,所以偶極子便隨著電場變化而引起旋轉(zhuǎn)和震動圜.例如頻率為2.45GHz,以每秒24億5千萬次的旋轉(zhuǎn)和震動.產(chǎn)生了類似于分子之間相互摩擦的效應.
從而吸收電場的能量而發(fā)熱.物體本身成為發(fā)熱體。當用傳統(tǒng)方式加熱時.點火引燃總是從樣品表面開始.燃燒從表面向樣品內(nèi)部傳播zui終完成燒結(jié)反應。而采用微波輻射時.情況就不同了。由于微波有較強的穿透能力,它能深入到樣品內(nèi)部.首先使樣品中心溫度迅速升高達到著火點并引發(fā)燃燒合成。燒結(jié)波沿徑向從里向外傳播,這就能使整個樣品幾乎是均勻地被加熱,zui終完成燒結(jié)反應。微波點火引燃在樣品中產(chǎn)生的溫度梯度(dT,dt)比傳統(tǒng)點火方式小得多。換句話說.微波燒結(jié)過程中燒結(jié)波的傳播要比傳統(tǒng)加熱方式均勻得多。因此對于一些高質(zhì)量要求的燒結(jié),如陶瓷.硅片等.微波燒結(jié)具有重要的研究價值和意義。
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