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微波燒結應用技術日趨成熟
閱讀:1854 發布時間:2011-2-27濟南快睿微波設備有限公司:微波干燥設備|微波殺菌設備|微波燒結設備|微波干燥殺菌設備|微波烘干機|
微波燒結技術的應用:
近年來,用微波方法產生高溫以燒結陶瓷的工藝也是引人注目的,并已經顯露出巨大的發展潛力,被稱為向傳同陶瓷燒結方法挑戰的“九十年代新一代燒結技術”。其主要特點是:
(1) 容易獲得2000℃以上的超高溫。
高技術用的精細陶瓷,如SI3N4,ZrO2,ALN,SIC等,它們的燒結溫度在1700℃-2000℃之間的高溫高壓下才能成型。這種高溫爐對發熱元件和保溫材料的要求十分苛刻,它的制造成本與運行成本都十分昂貴,是生產性應用受到了制約。
而微波加熱是基于材料本身的介質損耗發熱,在整個裝置中,只有式樣本身處于高溫中,其余部分仍處于常溫狀態。所以整個裝置的結構緊湊簡單、制造和使用費用極低。在燒結時爐壁溫度比室溫僅高出20-30℃。只有當式樣長期高溫時,因式樣本身表面大量熱輻射引起腔壁溫度升高時,才需要對它進行必要的冷卻。
(2)極快的加熱和燒結速度
常規的傳導加熱方法,由于陶瓷的導熱性差,要使他燒透需要很長的時間,一般以小時計算。大型部件所需時間更長。微波加熱溫升極快,一般可達每分鐘溫升500℃以上。這樣高的加熱速度不僅僅使節能得以實現,而且有可能做成一些常規方法難以實現的新型陶瓷的燒結工藝。進而取代目前沿用的極為復雜和昂貴的熱壓法和熱等靜壓法,為高技術新陶瓷的大規模工業開辟新的途徑。
(3) 改進陶瓷材料的微觀結構和宏觀性能
由于燒結速度快、時間短,避免了燒結過程中材料晶粒長大,zui終可獲得具有高強度和高韌性的超細晶粒結構。例如常規方法燒成密度為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,提高晶粒度達一個數量級。
(4)節能
微波能轉換為熱能的效率,通常為80%-90%,加之微波燒結時間極短,可以期望用它來大大降低能耗。美國通用汽車公司使用6KW微波燒結爐燒結氧化鋁火花塞的實驗證實,節能可達50%左右。
此外,由于微波加熱沒有熱慣性,便于實現升溫過程的瞬時升降調節。還可以借助于改變微波電場或材料成分的分布,實現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。