微波高溫技術(shù)的關(guān)鍵是微波加熱,其原理是物質(zhì)在微波作用下發(fā)生電子極化、原子極化、界面極化、偶極轉(zhuǎn)向極化等方式,將微波的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能。
中文名稱 | 微波高溫爐 |
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1.可顯著降低焙燒溫度,最大幅度可達500。C;
2.大幅降低能耗,節(jié)能高達7O 一9O %;
3.縮短焙燒時間,可達5O% 以上;
4.顯著提高組織致密度、細化晶粒、改善材料性能。
5.工藝精確可控。產(chǎn)品一致性好,品質(zhì)穩(wěn)定。
應用領(lǐng)域1 陶瓷材料:
采用微波高溫爐燒結(jié)各種白瓷、炻瓷、薄胎瓷、骨灰瓷,比傳統(tǒng)燃氣燒結(jié)爐或燃油燒結(jié)爐降低一半以上的燒成成本,提高產(chǎn)品合格率。
利用微波高溫爐燒結(jié)大紅瓷器、青花瓷器,可大幅度提高成品率,縮短燒成時間,節(jié)約能耗。
微波高溫爐可燒結(jié)各種氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料及復相陶瓷材料,可大幅度減少燒成時間,降低燒成溫度,減小制品變形,提高成品率,節(jié)省能耗,降低生產(chǎn)成本。2.人造金剛石,氧化鋯,氧化鋁,LED熒光粉,分子篩催化劑高溫焙燒等,已有工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備應用。3.粉末冶金材料:
硬質(zhì)合金:微波高溫爐燒結(jié)硬質(zhì)合金刀具已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。由于快速燒結(jié),碳化物晶粒細小,產(chǎn)品性能可以得到大幅度提高。
微波高溫爐燒結(jié)各種鎢合金;
微波高溫爐燒結(jié)各種鐵基、銅基粉末冶金零件
4. 磁性材料:
微波高溫爐燒結(jié)鎳鋅軟磁鐵氧體材料;微波高溫爐燒結(jié)不同牌號錳鋅軟磁鐵氧體材料的頻率特性曲線,與傳統(tǒng)燒結(jié)爐燒結(jié)相比,同樣配比情況下,獲得更好的高頻特性。
微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料;微波高溫爐燒結(jié)的旋磁鐵氧體材料在配方不改變的條件下具有更低的損耗,更優(yōu)的性能。
5.微波合成氮化釩和各種氮化鐵合金材料:
利用微波高溫合成技術(shù)還可以大規(guī)模生產(chǎn)氮化硅鐵、氮化錳鐵、氮化鉻鐵等特種氮化鐵合金,不僅大幅度降低單位能耗,還可以提高產(chǎn)品性能指標。
6.微波高溫合成各種陶瓷粉體材料:
利用微波高溫合成技術(shù)可以合成出各種高性能的氧化物陶瓷粉體材料、氮化物陶瓷粉體材料碳化物陶瓷粉體材料及硼化物粉體。包括:鈷酸鋰,磷酸亞鐵鋰,氮化鋁,氮氧化鋁,賽隆,氮化鈦,氮化釩,氮化硅,碳化硅,碳化鈦,碳化釩,碳化鈮,碳化鋯,硼化鈦等。利用微波高溫煅燒還可以合成多種復相功能陶瓷粉體原料和稀土材料原料,如鈦酸鍶鋇、鋯鈦酸鉛、鋇鐵氧體、釔鋇銅氧、長余輝稀土發(fā)光材料等。
利用微波等離子超音速粉體合成技術(shù)還可以制備超細、納米級無機非金屬粉體材料。
7.微波高溫合成各種陶瓷色料,釉料:
利用高溫微波合成工藝還可以合成各種無機非金屬陶瓷色料和釉料:鋯基色料:鋯礬藍色料、鋯礬**料、鋯鐵紅色料;
包裹色料:Cd(**S1-x)-ZrSiO4包裹色料
尖晶石色料:鋅-鉻-鐵系、鋅-鉛-鉻-鐵系、鈷-鉻-鐵系
錫基色料:鉻錫紅色料、錫釩料
并非所有的材料都能被微波加熱,根據(jù)物質(zhì)與微波的作用特性,可將物質(zhì)分為三大類:(1)透明型,主要是低損耗絕緣體,如大多數(shù)高分子材料及部分非金屬材料,可使微波部分反射及部分穿透,很少吸收微波,這類材料可以長期處于微波場中,發(fā)熱量極小,常用作加熱腔體內(nèi)的透波材料,如四氟乙烯等可用于微波真空腔體的透波隔板。(2)全反射型,主要是導電性能良好的金屬材料,這些材料對微波的反射系數(shù)接近于1,僅極少量的入射微波能透入,可用作微波加熱設(shè)備中的波導、微波腔體、攪拌器等;(3)吸收型,主要是一些介于金屬與絕緣體之間的電介質(zhì)材料,包括紡織纖維材料、紙張、木材、碳化硅、氧化鋯、熒光粉、陶瓷、水、石蠟等,微波燒結(jié)技術(shù)的應用對象主要是陶瓷材料和金屬粉末材料。微波燒結(jié)技術(shù)的特點微波加熱具有整體性、瞬時性、選擇性、環(huán)境友好性、安全性及高效節(jié)能等特點。微波作為一種清潔能源,用于微波燒結(jié),已成了材料界的一個研究熱點,并引發(fā)了燒結(jié)技術(shù)領(lǐng)域中的一場革命。
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磁光玻璃專用高溫爐是一種新型實驗室高溫爐,分為上下兩部分,上部熔化攪拌,自動澆注,下部退火,整個過程處于高溫環(huán)境,且相對隔絕了空氣污染,提高了磁光玻璃熔化成型的質(zhì)量,有效消除磁光玻璃中的氣泡,條紋等缺陷,有利于提高磁光玻璃的Verdet常數(shù)和增大磁光玻璃的尺寸。
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試驗高溫爐操作規(guī)程 1)控制器應避免震動,放置時與電爐不易太近,防止過熱而使電器元件不 能正常工作,保證安全操作,電爐與控制器外殼須可靠接地。 2)將熱電偶插入爐膛中央,孔于熱電偶之間空隙用石棉繩添緊,聯(lián)接熱電 偶于控制器,注意正負極不要接反。 3)當電爐第一次使用或長期停用后再次使用時,必須進行烘爐,烘爐時間 從室溫到 200℃兩小時, 200℃至 600℃兩小時。使用時爐溫不得超過額定溫度, 以免燒毀電熱元件,并禁止向爐膛內(nèi)灌注各種液體及溶解的金屬。 4)將被加熱物品連同容器一起放進爐膛內(nèi),關(guān)好爐門。打開電源開關(guān),打 開溫度設(shè)置鍵,加熱開始。當溫度達到設(shè)置溫度時,保溫燈亮。加熱完畢后,關(guān) 閉電源,打開爐門,帶上手套并用長鉗鍋鉗將被加熱物夾出, 放入干燥器中冷卻。 混凝土抗?jié)B儀操作規(guī)程 1)將注水咀的螺帽擰下, 同時打開 1—6號六個試模的截門, 用漏斗把蓄水 罐灌滿水。 2)用水充滿試
箱式高溫爐又名馬弗爐。適用于電力、煤炭、造紙、石化、水泥、農(nóng)牧、醫(yī)藥科研、教學等行業(yè)和部門。
1、馬弗爐采用新型保溫材料。體積小、重量輕、保溫效果好、升溫速度快。
2、面板采用不銹鋼制作。造型美觀、工藝考究。
3、操作簡單、維修方便、爐后配有可控煙囪。適用于煤炭、焦化產(chǎn)品、化工原料的化學分析。
高溫爐電腦控制部分融合了國內(nèi)外其它程控器的優(yōu)點,具有冷端自動補償、自動校正、自編程功能、模糊控制,采用更新型的CPU,“以軟代硬”減少易引起故障的硬件。高溫爐體1300℃以上采用PMF節(jié)能材料,是當今國際上最新型超輕質(zhì)耐高溫材料。徹底解決了重質(zhì)耐火材料笨重、隔熱耐溫效果差的難題。
微波的基本性質(zhì)通常呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個特性。例如:對于玻璃、塑料和瓷器,微波幾乎是穿越而不被吸收。對于水和食物等就會吸收微波而使自身發(fā)熱。而對金屬類東西,則會反射微波。
從電子學和物理學觀點來看,微波這段電磁頻譜具有不同于其他波段的如下重要特點:
穿透性
微波比其它用于輻射加熱的電磁波,如紅外線、遠紅外線等波長更長,因此具有更好的穿透性。微波透入介質(zhì)時,由于微波能與介質(zhì)發(fā)生一定的相互作用,以微波頻率2450兆赫茲,使介質(zhì)的分子每秒產(chǎn)生24億五千萬次的振動,介質(zhì)的分子間互相產(chǎn)生摩擦,引起的介質(zhì)溫度的升高,使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時加熱升溫,形成體熱源狀態(tài),大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導時間,且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負相關(guān)關(guān)系時,物料內(nèi)外加熱均勻一致。
選擇性加熱
物質(zhì)吸收微波的能力,主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對微波的吸收能力就強,相反,介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)存在差異,微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點。物質(zhì)不同,產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子,介電常數(shù)較大,其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大,對微波具有強吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對較小,其對微波的吸收能力比水小得多。因此,對于食品來說,含水量的多少對微波加熱效果影響很大。
熱慣性小
微波對介質(zhì)材料是瞬時加熱升溫,升溫速度快。另一方面,微波的輸出功率隨時可調(diào),介質(zhì)溫升可無惰性的隨之改變,不存在“余熱”現(xiàn)象,極有利于自動控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。
似光性
微波波長很短,比地球上的一般物體(如飛機,艦船,汽車建筑物等)尺寸相對要小得多,或在同一量級上。使得微波的特點與幾何光學相似,即所謂的似光性。因此使用微波工作,能使電路元件尺寸減小;使系統(tǒng)更加緊湊;可以制成體積小,波束窄方向性很強,增益很高的天線系統(tǒng),接受來自地面或空間各種物體反射回來的微弱信號,從而確定物體方位和距離,分析目標特征。
由于微波波長與物體(實驗室中無線設(shè)備)的尺寸有相同的量級,使得微波的特點又與較長的波相似,即所謂的似長波性。例如微波波導類似于無線電中的接收器;喇叭天線和縫隙天線類似于無線電中的發(fā)射器;微波諧振腔類似于無線電共振腔。
非電離性
微波的量子能量還不夠大,不足與改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或破壞分子之間的鍵(部分物質(zhì)除外:如微波可對廢棄橡膠進行再生,就是通過微波改變廢棄橡膠的分子鍵)。再有物理學之道,分子原子核在外加電磁場的周期力作用下所呈現(xiàn)的許多共振現(xiàn)象都發(fā)生在微波范圍,因而微波為探索物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面,利用這一特性,還可以制作許多微波器件。
信息性
由于微波頻率很高,所以在不大的相對帶寬下,其可用的頻帶很寬,可達數(shù)百甚至上千兆赫茲。這是低頻無線電波無法比擬的。這意味著微波的信息容量大,所以現(xiàn)代多路通信系統(tǒng),包括衛(wèi)星通信系統(tǒng),幾乎無例外都是工作在微波波段。另外,微波信號還可以提供相位信息,極化信息,多普勒頻率信息。這在目標檢測,遙感目標特征分析等應用中十分重要。