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北京微波高温烧结炉：微波烧结过程中的主要工艺参数
微波马弗炉微波烧结的一系列优点,使微波烧结技术广泛地应用于烧结许多精细陶瓷。目前已可采用微波高温炉
烧结技术成功地制备出SiO2 、Fe3O4 、ZrO2 、Al2O3 、SiC、Si3N4 、Al2O3-TiC、BC、Y2O3-ZrO2 和TiO2 等烧结体[15 ,16 ] 。影响微波烧地效果的因素主要有:所使用的微波频率,烧结时间,烧结升温速度,材料本身的介电损耗特性
使用高的微波频率对烧结过程有两方面的影响:可以改善微波烧结的均匀性,加快烧结过程。提高频率对改善微波加热的均匀性有一定的作用。一方面由于具有更高频率微波的波长更短,在谐振腔内更容易得到更均匀的微波场,从而使得微波加热的均匀性得以提高。报道了在一非谐振腔中采用2145 GHz 和28 GHz 两种频率对ZrO2 进行微波烧结的结果。在2145 GHz 频率下ZrO2 试样发生了开裂,而在28 GHz 下ZrO2 试样没有发生开裂,这就证明了采用高频率的微波更容易获得高的成品率。另一方面,使用的微波频率越高,在单位时间内样品吸收的能量越多,烧结致密化速度越快。
烧结时间和加热速度对烧结体的组织性能有很大的影响。高温快烧和低温慢烧均会造成组织晶粒尺寸不均匀,孔隙尺寸过大等现象。过快的加热速度会在材料内部形成很大的温度梯度,产生的热应力过大会导致材料开裂。
材料本身的特性也对微波烧结有很大的影响。微波高温炉烧结是利用材料对微波的吸收转化为材料内部的热量而使材料升温,因而存在材料吸收微波能力的问题。烧结工艺与具体的微波马弗炉装置、每一种材料本身特性有关。对于介电损耗高、介电特性也不随温度发生剧烈变化的陶瓷材料,微波烧结的加热过程比较稳定,加热过程容易控制。但是大多数陶瓷材料存在一个临界温度点,在室温至临界温度点以下介电损耗较低,升温较困难。一旦材料温度高于临界温度,材料的介电损耗急剧增加,升温就变得十分迅速甚至发生局部烧熔现象。微波烧结氧化铝精细陶瓷实验表明,氧化铝陶瓷在室温下的介电损耗ε″= 5 ×10 - 5 ,而在1500 ℃时为ε″= 0. 1 。
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