微波燃燒合成和微波燒結(jié)爐
所謂微波燒結(jié)或微波燃燒合成是指用微波輻照來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱源。均勻混合的物料或預(yù)先壓制成型的料坯通過(guò)自身對(duì)微波能量的吸收(或耗散)達(dá)到一定的高溫,從而引發(fā)燃燒合成反應(yīng)或完成燒結(jié)過(guò)程。由于它與傳統(tǒng)技術(shù)相比較,屬于兩種截然不同的加熱方式。因此,微波燒結(jié)有著自身的特點(diǎn)。
微波介質(zhì)加熱原理,化學(xué)原料一旦放入微波電場(chǎng)中,其中的極性分子和非極性分子就引起極化,變成偶極子。按照電場(chǎng)方向定向,由于該電場(chǎng)屬于交變電場(chǎng),所以偶極子便隨著電場(chǎng)變化而引起旋轉(zhuǎn)和震動(dòng),例如頻率為2450MHZ,以每秒2億5千萬(wàn)次的旋轉(zhuǎn)和震動(dòng),產(chǎn)生了類似于分子之間相互摩擦的效應(yīng),從而吸收電場(chǎng)的能量而發(fā)熱,物體本身成為發(fā)熱體。
當(dāng)用傳統(tǒng)方式加熱時(shí),點(diǎn)火引燃總是從樣品表面開始,燃燒從表面向樣品內(nèi)部傳播zui終完成燒結(jié)反應(yīng)。而采用微波輻射時(shí),情況就不同了。由于微波有較強(qiáng)的穿透能力,它能深入到樣品內(nèi)部,首先使樣品中心溫度迅速升高達(dá)到著火點(diǎn)并引發(fā)燃燒合成。燒結(jié)波沿徑向從里向外傳播,這就能使整個(gè)樣品幾乎是均勻地被加熱,zui終完成燒結(jié)反應(yīng)。
微波點(diǎn)火引燃在樣品中產(chǎn)生的溫度梯度(dT/dt)比傳統(tǒng)點(diǎn)火方式小得多。換句話說(shuō),微波燒結(jié)過(guò)程中燒結(jié)波的傳播要比傳統(tǒng)加熱方式均勻得多。將金屬鉭利用微波輻照加熱到1300—2000℃高溫?zé)Y(jié)成陶瓷。
實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)樣品的壓緊密度高時(shí),傳統(tǒng)加熱方式引發(fā)的燃燒波的傳播速率大大減小,甚至因“自熄”而不能點(diǎn)燃。但是,若采用微波輻照,由于溫度的升高是反應(yīng)物質(zhì)本身吸收(或擴(kuò)散)微波能量的結(jié)果,只要微波源不斷地供給予能量,樣品溫度將很快達(dá)到著火溫度(T1)。反應(yīng)一旦引發(fā),放出的熱量又促使樣品溫度進(jìn)一步升高達(dá)到燃燒溫度(T2),樣品吸收微波輻射的能力也同時(shí)增加,這就保證了反應(yīng)能夠保持在一個(gè)足夠高的溫度(T3>T1)下進(jìn)行,直到反應(yīng)*。
微波燃燒合成或微波燒結(jié)是一個(gè)可以控制的過(guò)程。這就是說(shuō),我們可以根據(jù)對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的要求,通過(guò)對(duì)一系列參數(shù)的調(diào)整,人為地控制燃燒波的傳播。這是微波燃燒合成較之于傳統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。微波功率的調(diào)節(jié),可以是直接采用可調(diào)功率的微波源來(lái)控制樣品對(duì)微波能量的吸收(或耗散),使產(chǎn)品性能更加符合我們的要求。
1、主要用途:本設(shè)備主要適用于化工材料在2000℃以下的煅燒。
2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn):⑴、加熱腔為八面體(用不銹鋼制造),微波從其中六個(gè)面上均勻地饋入,轉(zhuǎn)盤及被煅燒的物料大致處于腔體中間位置,轉(zhuǎn)速每分鐘約1.5轉(zhuǎn)。⑵、紅外測(cè)溫儀安裝于頂部,相應(yīng)于物料放置位置,測(cè)試溫度范圍為500~2000℃。⑶、頂部周邊的風(fēng)機(jī)是冷卻微波源本身的。
主要技術(shù)參數(shù):
1 微波輸出功率:37KW ;
2 頻率為:2450MHz±25Hz;
3 電源輸入:380V、50Hz、57KW;
4 外型尺寸:2000×1800×2000(mm);
5 轉(zhuǎn)盤直徑為750 mm不銹鋼制造;
6 處理量為每小時(shí)50公斤左右;
7 時(shí)間設(shè)定秒、分、時(shí)任意選擇;
8 紅外測(cè)溫200℃~1000℃。