微波烧结

微波烧结微波烧结
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   微波烧结微波烧结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，材料在电磁场中的介质损耗使材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。微波是一种高频电磁波，其频率范围为0.3～300GHz，但在微波烧结技术中使用的频率主要为915MHz和2.45GHz两种波段。微波烧结是自20世纪60年代发展起来的一种新的陶瓷研究方法，微波，烧结和常规烧结根本的区别在于：常规烧结是利用样品周围的发热体加热，而微波烧结则是利用样品自身吸收微波而发热。根据微波烧结的基本理论，热能是由于物质内部的介质损耗而引起的，所以是一种体积加热效应，同常规烧结相比具有：烧结时间短、烧成温度低、降低固相反应活化能、使其晶粒细化、结构均匀、提高烧结样品的力学性能等特点，同时降低高温环境污染。然而，微波烧结的详细机理以及微波烧结工艺的重复性问题还是该新技术进一步发展的关键。目前，微波烧结技术已经被广泛用于多种陶瓷复合材料的试验研究。
    
微波烧结的技术特点：
    ①微波与材料直接耦合导致整体加热。由于微波的体积加热效应，能够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小，从而减小开裂和变形倾向。同时由于微波能被材料直接吸收而转化为热能，所以能量利用率极高，比常规烧结节能80%以上。
 
    ②微波烧结升温速率快，烧结时间短。某些材料在温度高于临界温度后，其损耗因子迅速增大，导致升温极快。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。短时间烧结使晶粒不易长大，易得到均匀的细晶粒显微结构，内部孑L隙很少，孔隙形状也比传统烧结的要圆，因而具有更好的延展性和韧性。同时烧结温度也有不同程度的降低。
 
   ③安全无污染。微波烧结的快速烧结特点使得在烧结过程中作为烧结气氛的气体的使用量大大降低，这不仅降低了成本，也使烧结过程中废气、废热的排放量得到降低。
 
④能实现空间选择性烧结。对于多相混合材料，由于不同材料的介电损耗不同，产生的耗散功率不同，热效应也不同，可以利用这点来对复合材料进行选择性烧结，研究新的材料产品和获得更好的材料性能。
 
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