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微波燒結(jié)應(yīng)用技術(shù)日趨成熟
閱讀:1847 發(fā)布時(shí)間:2011-2-27濟(jì)南快睿微波設(shè)備有限公司:微波干燥設(shè)備|微波殺菌設(shè)備|微波燒結(jié)設(shè)備|微波干燥殺菌設(shè)備|微波烘干機(jī)|
微波燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用:
近年來(lái),用微波方法產(chǎn)生高溫以燒結(jié)陶瓷的工藝也是引人注目的,并已經(jīng)顯露出巨大的發(fā)展?jié)摿Γ环Q為向傳同陶瓷燒結(jié)方法挑戰(zhàn)的“九十年代新一代燒結(jié)技術(shù)”。其主要特點(diǎn)是:
(1) 容易獲得2000℃以上的超高溫。
高技術(shù)用的精細(xì)陶瓷,如SI3N4,ZrO2,ALN,SIC等,它們的燒結(jié)溫度在1700℃-2000℃之間的高溫高壓下才能成型。這種高溫爐對(duì)發(fā)熱元件和保溫材料的要求十分苛刻,它的制造成本與運(yùn)行成本都十分昂貴,是生產(chǎn)性應(yīng)用受到了制約。
而微波加熱是基于材料本身的介質(zhì)損耗發(fā)熱,在整個(gè)裝置中,只有式樣本身處于高溫中,其余部分仍處于常溫狀態(tài)。所以整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、制造和使用費(fèi)用極低。在燒結(jié)時(shí)爐壁溫度比室溫僅高出20-30℃。只有當(dāng)式樣長(zhǎng)期高溫時(shí),因式樣本身表面大量熱輻射引起腔壁溫度升高時(shí),才需要對(duì)它進(jìn)行必要的冷卻。
(2)極快的加熱和燒結(jié)速度
常規(guī)的傳導(dǎo)加熱方法,由于陶瓷的導(dǎo)熱性差,要使他燒透需要很長(zhǎng)的時(shí)間,一般以小時(shí)計(jì)算。大型部件所需時(shí)間更長(zhǎng)。微波加熱溫升極快,一般可達(dá)每分鐘溫升500℃以上。這樣高的加熱速度不僅僅使節(jié)能得以實(shí)現(xiàn),而且有可能做成一些常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的新型陶瓷的燒結(jié)工藝。進(jìn)而取代目前沿用的極為復(fù)雜和昂貴的熱壓法和熱等靜壓法,為高技術(shù)新陶瓷的大規(guī)模工業(yè)開(kāi)辟新的途徑。
(3) 改進(jìn)陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能
由于燒結(jié)速度快、時(shí)間短,避免了燒結(jié)過(guò)程中材料晶粒長(zhǎng)大,zui終可獲得具有高強(qiáng)度和高韌性的超細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)。例如常規(guī)方法燒成密度為99%氧化鋁瓷,其晶粒度一般為10чm, 而微波法燒成的其晶粒度僅為0.8чm,提高晶粒度達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)。
(4)節(jié)能
微波能轉(zhuǎn)換為熱能的效率,通常為80%-90%,加之微波燒結(jié)時(shí)間極短,可以期望用它來(lái)大大降低能耗。美國(guó)通用汽車公司使用6KW微波燒結(jié)爐燒結(jié)氧化鋁火花塞的實(shí)驗(yàn)證實(shí),節(jié)能可達(dá)50%左右。
此外,由于微波加熱沒(méi)有熱慣性,便于實(shí)現(xiàn)升溫過(guò)程的瞬時(shí)升降調(diào)節(jié)。還可以借助于改變微波電場(chǎng)或材料成分的分布,實(shí)現(xiàn)微波的聚焦或試樣的局部加熱,從而滿足陶瓷密封和焊接等的特殊需要。