微波加熱原理：

　　微波燒結是利用微波加熱來對材料進行燒結。它同傳統(tǒng)的加熱方式不同。傳統(tǒng)的加熱是依靠發(fā)熱體將熱能通過對流、傳導或輻射方式傳遞至被加熱物而使其達到某一溫度，熱量從外向內傳遞，燒結時間長，也很難得到細晶。

　　1、材料中的電磁能量耗散

　　材料對微波的吸收是通過與微波電場或磁場耦合，將微波能轉化熱能來實現(xiàn)的。黃向東等利用麥克斯韋電磁理論，分析了微波與物質的相互作用機理，指出介質對微波的吸收源于介質對微波的電導損耗和極化損耗，且高溫下電導損耗將占主要地位。在導電材料中，電磁能量損耗以電導損耗為主。而在介電材料(如陶瓷)中，由于大量的空間電荷能形成的電偶極子產(chǎn)生取向極化，且相界面堆積的電荷產(chǎn)生界面極化，在交變電場中，其極化響應會明顯落后于迅速變化的外電場，導***化弛豫。此過程中微觀粒子之間的能量交換，在宏觀上就表現(xiàn)為能量損耗。

　　2、微波促進材料燒結的機制

　　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，微波燒結本身也是一種活化燒結過程。M.A.Janny等首先對微波促進結構的現(xiàn)象進行了分析，測定了高純Al2O3燒結過程中的表觀活化能Ea，發(fā)現(xiàn)微波燒結中Ea僅為170kj/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了原子的擴散。M.A.Janny等進一步用18O示蹤法測量了Al2O3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)。S.A.Freeman等的實驗結果表明，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。

　　Birnboin等分析了微波場在2個相互接觸的介電球顆粒間的分布，發(fā)現(xiàn)在燒結頸形成區(qū)域，電場被聚焦，頸區(qū)域內電場強度大約是所加外場的10倍，而頸區(qū)空隙中的場強則是外場的約30倍。并且，在外場與兩顆粒中心連線間0°～80°的夾角范圍內，都發(fā)現(xiàn)電場沿平行于連線方向極化，從而促使傳質過程以極快的速度進行。另外，燒結頸區(qū)受高度聚焦的電場的作用還可能使局部區(qū)域電離，進一步加速傳質過程。這種電離對共價化合物中產(chǎn)生加速傳質尤為重要。上述研究結果表明，局部區(qū)域電離引起的加速度傳質過程是微波促進燒結的根本原因。

　　燒結爐的微波燒結技術的關鍵是微波加熱，其原理是物質在微波作用下發(fā)生電子極化、原子極化、界面極化、偶極轉向極化等方式，將微波的電磁能轉化為熱能。

　　燒結爐的微波燒結的特點是：

　　1、可顯著降低燒結溫度，***大幅度可達500。C;

　　2、大幅降低能耗，節(jié)能高達7O一9O%;

　　3、縮短燒結時間，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，品質穩(wěn)定。