研究結果表明,微波輻射會促進致密化,促進晶粒生長,加快化學反應等效應。因為在燒結中,微波不僅僅只是作為一種加熱能源,微被燒結本身也是一種活化燒結過程。通過對微波促進結構的現(xiàn)象進行分析,測定了高純A1203燒結過程中的表觀活化能Ea,發(fā)現(xiàn)微波燒結中。Ea但為l70kj/mol.而在常規(guī)電阻加熱燒結中,Ea-575kj/mol,由此可推測微波促進原子的擴散。通過進一步用180示蹤法測量了A203單晶的擴散過程,也證明微波加熱條件下擴散系數(shù)高于常規(guī)加熱時的擴散系數(shù)。
微波高溫燒結設備實驗結果表明,微波場具有增強離子電導的效應。認為高頻電場能促進晶粒表層帶電空位的遷移,從而使晶粒產(chǎn)生類似于擴散蠕動的塑性變形,從而促進了燒結的進行。
微波高溫燒結設備不得不說的幾個優(yōu)勢:
清潔衛(wèi)生
對食品、藥品等加工干燥時,微波熱效應與生物效應能在較低的溫度下迅速殺蟲滅菌,能大限度的保持營養(yǎng)成分和原色澤,所以微波加熱在食品工業(yè)中得到廣泛的應用。
選擇性加熱
不同性質的物料對微波的吸收損耗不同,既選擇性加熱的特點,這對干燥過程有利,因為水分子對微波的吸收損耗大,所以含水量高的部位,吸收微波功率多于含水量較低的部位,從而干燥速率趨*。但有些物質呈負溫度系數(shù),溫度愈高,er和tgs將增大,吸收愈好,造成正反饋使這一部分的溫度急劇上升,對這類物資進行微波加熱就要注意合理制定加工工藝。
均勻加熱
用外部加熱方式加熱時,為提高加熱速度,就需升高外部溫度,加大溫差梯度,然而隨之就容易產(chǎn)生外焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時不論形狀如何,微波都能均勻滲透,產(chǎn)生熱量,因此均勻性大大改善。
節(jié)能高效
不同物料對微波有不同吸收率,含有水份的物質容易吸收微波能。玻璃、陶瓷、聚丙烯、聚乙烯、氟塑料等側很少吸收微波,金屬將反射微波,這些物質都不能被微波加熱。微波加熱時,被回熱物料一般都是放在用金屬制成的加熱室內(nèi),加熱室對電磁波來說是個封閉的腔體,電磁波不能外泄,只能被加熱物體吸收,加熱室內(nèi)的空氣與相應的容器都不會被加熱,所以熱效率高。同時工作場所的環(huán)境溫度也不會因此而升高,生產(chǎn)環(huán)境明顯改善。
易于控制
微波功率的控制是由開關,旋鈕調節(jié),即開既用,無熱慣性,功率連續(xù)可調。
加熱速度快
常規(guī)加熱(如火焰、熱風、電熱、蒸汽等)都是利用熱傳導、對流、熱輻射將熱量首先傳遞給被加熱物的表面,再通過熱傳導逐步使中心溫度升高(即常稱的外部加熱)。它要使中心部位達到所需的溫度,需要一定的熱傳導時間,而對熱傳導率差的物體所需要的時間就更長,微波加熱屬內(nèi)部加熱方式,電磁能直接作用于介質分子轉換成熱,且透射使介質內(nèi)外同時受熱,不需要熱傳導,故可在短時間內(nèi)達到均勻加熱。