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2008.03

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形倾向。同时由于微波能被材料直接吸收而　 转化为热能，

所以，能量利用率极高，比常规烧结节能８０％左右。

2.2.2 微波烧结升温速度快，烧结时间短

某些材料在温度高于临界温度后，其损耗因子迅速增

大，导致升温极快。另外，微波的存在降低了活化能，加

快了材料的烧结进程，缩短了烧结时间。短时间烧结晶粒

不易长大，易得到均匀的细晶粒显微结构，内部孔隙少，

空隙形状比传统烧结的圆，因而具有更好的延展性和韧

性。同时，烧结温度亦有不同程度的降低。

2.2.3 微波可对物相进行选择性加热，

由于不同的材料、不同的物相对微波的吸收存在差

异，因此，可以通过选择性和加热或选择性化学反应获得

新材料和新结构。还可以通过添加吸波物相来控制加热区

域，也可利用强吸收材料来预热微波透明材料，利用混合

加热烧结低损耗材料。

此外，微波烧结易于控制、安全、无污染。

2.2.4 应用领域

陶瓷、冶金、化工等领域包含几乎所有材料大类的高

温处理均能采用先进的微波高温技术。其典型应用包括粉

末冶金材、结构陶瓷、先进陶瓷、金属陶瓷刀具／模具、电

子陶瓷与器件、精细日用陶瓷、磁性材料、无机非金属粉

体材料、微波苏打烧结、微波矿物处理、固－固反应、气－

固反应、金属化、其他等。

在陶瓷、工程陶瓷、磁性材料和硬质合金等材料制造

中，工艺过程时间缩短５０％以上；由于微波能量直接用于

加热工件，能耗可以低至３．６千瓦时每公斤，在相同的生产

率条件下仅为传统烧结工艺的１０％；微波烧结不存在高温

下辐射传导的阴影效应，减小热变形；被微波烧结的材料

具有极为细小的显微结构；使烧结纳米材料成为可能；微

波烧结使工件表面成分变化可能性降低；微波烧结能降低

烧结温度；提高烧结密度；改善产品质量。微波烧结技术

业已证明是加热和烧结功能陶瓷、工程陶瓷、磁性材料和

硬质合金等材料的最好方法，其优点：

快速升温

——微波加热升温速度快，烧结时间短。高

强度的微波电磁场降低了活化能，加快了材料加热进程，

缩短烧结或合成反应的时间。

加热均匀

——微波与材料直接耦合，导致整体加热。

由于微波的体积加热，得以实现材料中大区域的零梯度均匀

加热，使材料内部热应力减少，从而减少开裂、变形倾向。

图１　　微波加热与传统加热的异同

微波加热

●内外（同时进行）

●与被加热物质直接相关

●能量转换过程

●自身整体加热

●能量集中在被加热物质

●同时具有热效应和非热效应即特有的微波效应

传统加热

●传热方向：外向

●与被加热物质无关

●能量传递过程

●外设发热体的面加热

●大量的能量损失在环境中

●对材料的热处理完全依靠热效应