一种节能高效的新型材料工艺——微波烧结技术.pdf

EXPERTS ，FORUM ·专家论坛 一种节能、高效的新型材料工艺 ——微波烧结技术 A New Materials Technology of Economize Energy and High Effect —— Microwave Sintering Technique 中国西南应用磁学研究所 余声明 （四川绵阳105信箱 621000） 摘 要： 简述了微波烧结技术的基本原理、特点、发展与应用，表明它在节约能源与高效率上是对材料烧结工艺技术的 一场革命 关键词：微波烧结 技术 发展 应用 中图分类号：TM21 文献标识码：A 文章编号：1606-7517（2008）03-4-109 1 前言 技术从根本上改变了材料烧结的工艺现状，它将成为创造 具有特殊性能材料的有效手段，具有巨大的发展潜力和应 烧结工艺是材料制备过程中的重要手段和工序，通过 用前景。 烧结设备控制烧结温度与时间等参数以实现材料的最好特 性。然而传统烧结工艺必须经过长时间与高温，耗去高的 2 微波烧结的技术原理、特点与应用范围 能量才能达到目的。随着科学技术的发展，近二十年来出 现了一种省时、节能、节省劳动、无污染的微波烧结工艺 2.1 原理 技术，它正好适应了现代社会发展的要求。 微波烧结是利用微波加热来对材料进行烧结的，它与 微波烧结（microwave sintering）是一种利用微波高温 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 加热来对材料进行烧结的工艺技术。而微波则是频率在300 对流、传导或辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温 兆赫到300千兆赫的一种电磁波。处于微波场中的材料与微 度，热量从外向内传递，烧结时间长，也很难得到细晶。图 波耦合，吸收微波能量，转化为热能。而其温度大于400 ℃ 1示出了二者的异同。所以微波烧结则是利用微波具有的特 的微波加热即为微波高温加热技术。所以微波烧结就是利 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 用微波高温加热来达到烧结目的的新型工艺技术。它是快 损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。 速制备高质量的新材料和制备具有新的性能的传统材料的 2.2 微波烧结的技术特点、应用领域 重要技术手段，具有烧结温度低、烧结时间短、能源利用 率和加热效率高、安全卫生无污染等优点。 2.2.1 微波与材料直接耦合，导致整体加热 微波烧结技术的诞生和发展，已引起传统烧结概念的 由于微波的体积加热，得以实现材料中大区域的零梯 突破，被材料界誉为“烧结技术的一场革命”。微波烧结 度均匀加热，使材料内部热应力减少，从而减少开裂、变 2008.03 · 109 专家论坛 EXPERTS ，FORUM · 传统加热 形倾向。同时由于微波能被材料直接吸收而 转化为热能，