微波性能与优点
微波加热与传统的加热方法相比有很大的区别,传统加热方法是依靠热源,通过辐射、传导、对流等途径,首先使物体的表面加热,然后经热传导,使内部的温度由表及里逐步升高。大多数物体内的热量传递速度很慢,如橡胶材料,因此达到物体整体加热需很长时间。同时容易造成物体加热的不均匀性,影响加热物体的质量,甚至改变加热物体的色泽、营养成分和物化性能,而微波加热具有独特的加热方式- 物料整体加热,因此微波加热具有以下优点:
1、 穿透性加热,加热速度快,均匀加热。其穿透的距离,在理论上与电磁波波长同数量级。因此宏观上表现为加热速度快,均匀性好,物体色泽,成份保持不变。微波加热是使用使被加热物体本身成为发热物体,称之为整体加热方式,不需要热传导的过程,因此能在短时间内达到均匀加热。微波加热时物体各部位不论形状如何,通常都能均匀渗透电磁波,以产生热量,因此介质材料加热的无效性大大改善。微波加热与高频加热相比较不需在设计适合物形状的电极,所发不论何种开头的物体都能做到均匀加热,这一点对提高产品质量很有利。
2、 选择性加热,节能高效。微波对不同介质特性的物料有不同的作用,这一点对干燥加工特性很有利,因为水分子对微波的吸收效果好,所以含水量高的部位吸收微波功率多,只对能吸收微波能的物体直接加热,对炉体、炉腔内空气几乎不加热,且微波加热时,被加热物料一般都是放在用金属制造的加热容器内,加热室对电波来说是个封闭的空腔,微波不能外泄,只能被加热物体吸收,加热室内的空气与相应的容器都不会发热,所以热效率极高,因此既高效、节能又改善工作环境。
3、 无热惯性,即具备即时性。因此能保证加工物料高品质。
4、 操作方便,宜于控制。微波加热可瞬间达到升降、开停的目的,热惯性极小,应用PLC加触摸控制屏,特别适宜于加热过程和加热工艺的规范和自动化控制。
5、 环保、清洁卫生。设备加热箱采用金属不锈钢制作,可采用水清洗,出料配有全密封料斗及粉尘回收装置,更无“三废”产生。
6、 安全无害。微波能是在金属制造的封闭加热容器和波导管中工作,能量的泄漏极小;我公司的微波设备采用先进的设计、精良的加工,使进出料口、观察窗、炉门等处的微波泄漏大大优于国家标准。因微波没有放射线危害及有害气体的排放,所以这是一种十分安全的加热干燥设备。济南越弘微波设备
微波烧结设备技术的特点
1、整体加热 微波加热是将材料自身吸收的微波能转化为材料内部分子的动能和势能,热量从材料内部产生,而不是来自于其他发热体,这种内部的体加热所产生的温度梯度和热传导方式与传统加热不同。在这种体加热过程中,电磁能以波的形式渗透到介质内部引起介质损耗而发热,这样材料就被整体同时均匀加热'而材料内部温度梯度很小或者没有,因此材料内部热应力可以减小到低程度'即使在很高的升温速率( 500-600℃/min)情况下,一般也不会造成材料的开裂。 2、选择性加热 对于多相混合材料,由于不同材料的损耗不同,因此材料中不同成分与微波的吸收耦合程度不同,热效应不同,产生的耗散功率也不同,可以利用这点来实现微波能的聚焦或试样的局部加热从而实现对复合材料的选择性烧结'以获得微观结构新颖和性能优良的产品,并可以满足某些陶瓷特殊工艺的要求’如陶瓷密封和焊接等。 3、降低烧结温度 在微波电磁能的作用下,材料内部分子或离子动能增加,降低了烧结活化能,从而加速了陶瓷材料的致密化程度,缩短了烧结时间,同时由于扩散系数的提高,使得材料晶界扩散加强,提高了陶瓷材料的致密度,从而实现了材料快速烧结。因此,采用微波烧结,烧结温度可以低于常规烧结且材料性能更优并能实现一些常规烧结方法难以做到的新型陶瓷烧结工艺,为高技术新陶瓷的大规模工业化生产开辟新的途径。例如,在1100℃微波烧结AL203型陶瓷1h材料密度可达96%以上,而常规烧结仅为65%。 4、改善材料性能由于材料的自身吸热,提高了加热效率,易获得2000qC以上的高温,仪缩短了烧结时间,而且可以改善烧结体的显微结构,提高材料性能。例如,陶瓷材料的韧性是一个重要指标,提高陶瓷材料韧性的有效途径之一无疑是降低晶粒尺寸,即形成细晶粒结构,由于微波烧结速度快、时间短、温度低,因而,这是形成细晶或超细晶陶瓷的有效手段之一。 5、易控制性和无污染微波加热过程中热源可以很容易地被切断和接通。体现了节能和易于控制的特点。同时,微波热源纯净,不会污染所烧结的材料,能够方便地实现在真空和各种气体氛围及压力下的烧结。除了电磁辐射污染外,基本不造成环境污染。 6、微波烧结的工艺特点微波烧结设备的原理是利用微波炉电磁场与材料的相互作用,因此烧结工艺与具体的微波装置和每一种材料本身性能相关:对于介电损耗高又不随温度剧烈瓷材料,在室温时介电损耗较低,加热一旦超过临界温度,材料的介电损耗急剧增加,升温就毫不困难。增加输入功率来提高电场强度的办法会受到腔内出现电弧现象及空气击穿电离等因素的限制。
微波辐射固化原理
如前所述,微波辐射可以使用材料温度升高,因此,直观来看,微波辐射固化的原理就是利用微波辐射产生热量,使温度升高而发生固化反应。这就是所谓的微波“致热效应”。相对于常规的加热方式,微波是一种内加热,具有加热速度快、温度均匀、无滞后效应等特点,因此能加快固化速度。也有观点认为,微波对化学反应作用非常复杂的,一方面使是反应物分子吸收了微波能量,提高了分子运动速度,致使分子运动杂乱无章,导致熵的增加;另一方面微波对极性分子的作用,迫使其按照电磁场作用方式运动,导致了熵的减少。因此,微波对化学反应的作用激烈时不能仅用微波致热效应来描述的。微波除了具有热效应外,还存在一种不是温度引起的非热效应。微波作用下的有机反应,改变了反应动力学,减低了反应活化能,甚至有学者认为微波非热效应对反应的加速作用可能起了决定作用,微波降低了反应的活化能。