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一、微波定义
微波是一种频率非常高的电磁波。微波包括的波长范围没有明确的界限,一般是指分米波、厘米波和毫米波三个波段,也就是波长从1mm到1m左右的电磁波。由于微波的频率很高,所以也叫高频电磁波。
二、微波烧结的技术原理
微波烧结是利用微波加热来对材料进行烧结。它同传统的加热方式不同。传统的加热是依靠发热体将热能通过对流、传导或辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温度,热量从外向内传递,烧结时间长,也很能得到细晶。而微波烧结则是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量,材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。
三、微波烧结的技术特点
微波与材料直接耦合,导致整体加热
由于微波的体积加热,得以实现材料中大区域的零梯度均匀加热,使材料内部热应力减少,从而减少开裂、变形倾向。同时由于微波能被材料直接吸收而 转化为热能,所以,能量利用率高,比常规烧结节能80%左右。
微波烧结升温速度快,烧结时间短
某些材料在温度高于临界温度后,其损耗因子迅速j加大,导致升温快。另外,微波的存在降低了活化能,加快了材料的烧结进程,缩短了烧结时间。短时间烧结晶粒不易长大,易得到均匀的细晶粒显微结构,内部孔隙少,空隙形状比传统烧结的圆,因而具有更好的延展性和韧性。同时,烧结温度亦有不同程度的降低。
微波可对物相进行选择性加热,
由于不同的材料、不同的物相对微波的吸收存在差异,因此,可以通过选择性和加热或选择性化学反应获得新材料和新结构。还可以通过添加吸波物相来控制加热区域,也可利用强吸收材料来预热微波透明材料,利用混合加热烧结低损耗材料。此外,微波烧结易于控制及防护、没污染。
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