微波燒結

微波燒結微波燒結
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   微波燒結微波燒結是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結構耦合而產(chǎn)生熱量，材料在電磁場中的介質(zhì)損耗使材料整體加熱至燒結溫度而實現(xiàn)致密化的方法。微波是一種高頻電磁波，其頻率范圍為0.3～300GHz，但在微波燒結技術中使用的頻率主要為915MHz和2.45GHz兩種波段。微波燒結是自20世紀60年代發(fā)展起來的一種新的陶瓷研究方法，微波，燒結和常規(guī)燒結根本的區(qū)別在于：常規(guī)燒結是利用樣品周圍的發(fā)熱體加熱，而微波燒結則是利用樣品自身吸收微波而發(fā)熱。根據(jù)微波燒結的基本理論，熱能是由于物質(zhì)內(nèi)部的介質(zhì)損耗而引起的，所以是一種體積加熱效應，同常規(guī)燒結相比具有：燒結時間短、燒成溫度低、降低固相反應活化能、使其晶粒細化、結構均勻、提高燒結樣品的力學性能等特點，同時降低高溫環(huán)境污染。然而，微波燒結的詳細機理以及微波燒結工藝的重復性問題還是該新技術進一步發(fā)展的關鍵。目前，微波燒結技術已經(jīng)被廣泛用于多種陶瓷復合材料的試驗研究。
    
微波燒結的技術特點：
    ①微波與材料直接耦合導致整體加熱。由于微波的體積加熱效應，能夠實現(xiàn)材料中大區(qū)域的零梯度均勻加熱，使材料內(nèi)部熱應力減小，從而減小開裂和變形傾向。同時由于微波能被材料直接吸收而轉化為熱能，所以能量利用率極高，比常規(guī)燒結節(jié)能80%以上。
 
    ②微波燒結升溫速率快，燒結時間短。某些材料在溫度高于臨界溫度后，其損耗因子迅速增大，導致升溫極快。另外，微波的存在降低了活化能，加快了材料的燒結進程，縮短了燒結時間。短時間燒結使晶粒不易長大，易得到均勻的細晶粒顯微結構，內(nèi)部孑L隙很少，孔隙形狀也比傳統(tǒng)燒結的要圓，因而具有更好的延展性和韌性。同時燒結溫度也有不同程度的降低。
 
   ③安全無污染。微波燒結的快速燒結特點使得在燒結過程中作為燒結氣氛的氣體的使用量大大降低，這不僅降低了成本，也使燒結過程中廢氣、廢熱的排放量得到降低。
 
④能實現(xiàn)空間選擇性燒結。對于多相混合材料，由于不同材料的介電損耗不同，產(chǎn)生的耗散功率不同，熱效應也不同，可以利用這點來對復合材料進行選擇性燒結，研究新的材料產(chǎn)品和獲得更好的材料性能。
 
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