材料与微波的相互作用(o).ppt

微波在材料科学与工程中的应用Microwave Power Applications in Science Engineering of Materials 张兆镗 Prof. Zhang Zhao tang 电子科技大学 University of Electronic Science Technology of China 1.概述Introduction 二次大战后不久,美国的Spence首先发现了微波与物质的相互作用(interaction of microwave and matters),于是他就发明了世界上第一台微波炉,他用微波爆玉米花,观看鸡蛋爆炸等实验,因为他是搞雷达的,因此取名为“雷达炉 ”〔radar oven〕,后改名为“烹饪炉”〔cooking oven〕,最后才改名为今天 的“微波炉”〔microwave oven 〕。 上世纪七十年代,民用领域內,微波功率主要 应用于食品(food)与橡胶(rubber)两个行 业。不久后,微波功率在橡胶硫化技术,光纤 棒预制技术,微波等离子体刻蚀、掩膜及气相 沉积技术,陶瓷烧结技术等方面取得了突破, 发展成相应的产业,令材料学界刮目相看。 今天,微波在新材料制备与制造,材料改性, 材料合成,材料处理等领域,扮演着极为重要 和不可缺失的角色,成为材料制备中一种先进 的加工手段。 近十年来,微波功率不仅在固态与液态物料领域跨学 科地被广泛推广应用,而且逐渐扩大至气态 和等离子态 领域中的应用,可以明显地看到下面一些诱人的潜在应 用市场,具有很大的经济与社会效益，例如: 1.固体垃圾(包括医疗垃圾,放射性垃圾)的微波焚烧或处理; solid waste microwave disposal 2.废棄轮胎的微波处理与加工; waste tyre disposal 3.微波化工工程的探索(例如天然气制造乙烯); microwave chemical engineering 4.废气微波治污(如有毒气体的消解); polluted air microwave prevention and decomposition 5.微波等离子体及火炬(MPT)的应用(微电子及固体器件及其它领域) 。Microwave Plasma Torch (MPT) 2.微波功率在材料科学与工程中的应用领域Microwave power applications fields in science engineering of materials A.陶瓷类材料(ceramic materials) (1)电子陶瓷的干燥及粉体合成与烧结 (2)电瓷、日用陶瓷、建筑陶瓷的干燥与烧成 (3)结构陶瓷、蜂窝陶瓷的干燥与烧成 (4)保温耐火材料的干燥与烧成 (5)氧化锆陶瓷的烧制 (6)陶瓷卫生洁具的干燥与烧成 (7)陶瓷工艺品的烧制 (8)工程陶瓷制品的预烘与烧结 (9)微波介质陶瓷的烧结 B.冶金类材料(metallurgic materials ) (1)粉末冶金和硬质合金材料的烧结 (2)粉体或颗粒材料的锻烧或合成 (3)氮化铁合金材料(氮化钒,氮化锰,氮化硅,氮化铬……)的制备与生产 (4)碳酸锰焙烧 (5)各种金属碳化物氮化物氧化物的焙烧与合成 (6)金属熔融及热处理 (7)金属氧化矿的碳热还原 (8)金属硫化矿的脱琉 (9)特种合金的制备 C.纳米材料的制备(nanometer materials) (1)纳米硅粉熔融提纯 (2)纳米钨粉碳化加工 (3)炭纳米管的制备 D.磁性类材料(magnetic materials) (1)磁性材料粉体预烧和器件烧结 (2)硬磁、旋磁等铁氧体材料的烧结 (3)钕铁硼稀土永磁材料的烧结 (4)Ni-Zn材料的烧结 E.锂电池正极材料的干燥与高温合成 (lithium battery positive plate materials)  (钴酸锂、锰酸锂、三元素、磷酸铁锂的干燥与合成) F.人造金刚石生产工艺(artificial diamond) (1)叶蜡石模具的干燥 (2)石墨加触媒颗粒料的焙烧还原 (3)人造金刚石的氧化焙烧 (4)人造金刚石成品的干燥 G.稀土荧光粉的高温合成(RE ph