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陶瓷微波烧结设备应用

返回列表 发布日期: 18-06-30

陶瓷微波烧结设备应用

典型的陶瓷微波烧结设备主要由微波发射器、波导管和加热腔体等组成。微波源产生微波能量由传输系统导入加热腔体中,对放置在腔体中的试样进行加热和烧结。由于传输系统并不总是与加热腔完全匹配,因此会有一部分微波能量被反射回来,而反射器的作用就是将反射回来的微波导向水负载,以保护微波源。

图8 -7是典型的陶瓷微波烧结系统的原理图。系统中高温烧结陶瓷的主体部分采用矩形谐振腔,这是一种单模式、高效可调谐式腔体。其主要优点是结构简单、易调节、易控制,电场和温度分布均匀,运行稳定可靠,因而特别适合实验室中进行不同陶瓷的烧结研究。

图8-7典型的陶瓷微波烧结设备原理图

在改进谐振腔内电场均匀性方面,有一种可能的途径是提高微波源的工作频率,在同样的电场强度下,频率的提高会导致材料吸取能力的相应提高,这样有可能在较小的电场密度下加热低介电损耗材料。为了改善温度分布的均匀性,除了增加搅拌器和使加热的物体在腔体内运动外,还可以选择适当的腔体尺寸的办法,使腔体在某一方向的尺寸远远大于微波波长,在腔体内形成相当裕度微波进行漫反射的“绝对黑体”,微波的不断使各种模谱连续叠加,最后形成均匀的电场。这种改进的一个比较成功的例子是美国橡树岭国家实验室的大型微波烧结装置。他们选用了功率为200kW的速调管,把频率从原来的2450MHz提高到2800MHz,使微波波长与体积0.56m3的腔体尺寸之比从原来的1:3提高到1:100,从而大大提高了腔体的均匀性,使电场的波动不会超过4%.1989年Varian企业首次推出的陶瓷微波烧结设备,其原理和技术与美国橡树岭国家实验室的装置相类似。


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