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微波加热是通过微波渗透到材料内部并使其产生体积升温的一种加热方法,具有温度场分布均匀、升温迅速等特点。微波加热应用于陶瓷烧结时,同电加热、燃气加热及燃油加热等常规烧结方法相比,烧结时间大大缩短,能耗可降低50~70﹪,同时陶瓷性能有所提高。目前,国内微波高温烧结设备尚处于研究、开发阶段,在微波发生源使用寿命、微波均匀场面积、谐振腔的设计以及测温系统等方面存在一定的问题,制约了微波加热技术的发展和应用。
本文利用原实验室自制微波烧结试验设备进行了各种试验,对其存在的问题进行了分析和改进,并设计制作了新的微波烧结装置。文中探讨了影响微波发生源使用寿命的主要因素,包括磁控管阳极的损坏、能量输出天线的损坏、阴极的损坏;提出了微波谐振腔的设计原则,包括型腔的尺寸选择、耦合口开设的位置、避免高频击穿和放电等;开发了简单实用的能在微波场中测温的热电偶。
同时,本文还对微波混合加热中的预加热体(SiC)进行了研究,通过实验研究了微波功率、SiC的用量、SiC的粒径、成型压力及成型温度等参数对其在微波场中升温特性的影响,为微波场中SiC预加热体的使用提供了指南。
文中简介了使用改进后的微波烧结设备进行的各种加热、烧结实验,验证了工艺和设备的可靠性。