2008.03

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专家论坛

EXPERTS FORUM

，

节能高效

——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，同时，烧结温度亦有不同程

度的降低，比常规烧结节能７０％以上。

绿色环保

——微波加热过程无废气、废渣，无污染，

属于绿色环保能源。

为说明它的上述优点，现引用近年来在磁性行业不少

企业也开始的微波烧结工艺的试验成果。湖南长沙隆泰科

技公司，李俊等先后用微波烧结技术进行了ＭｎＺｎ、ＮｉＺｎ

软磁材料和旋磁材料的研究。

它们充分吸收和综合各方面的优秀成果，采用双色红

外线测温仪实现精确测温，采用大功率高精度程控微波源

实现温度控制和升降温速率控制，通过对保温体的科学设

计和辅热材料的合理搭配选择等，开发出国内首台具有完

全自主知识主权、用于高温烧结实际生产的微波钟罩炉，

并实际用于高磁导率ＭｎＺｎ、ＮｉＺｎ和旋磁铁氧体材料的烧

结，取得了较好结果。

相比传统烧结耗时耗能的生产工艺，微波烧结磁性材

料表现出的优越性能主要体现在：

（１）　烧结温度降低和烧结时间大大缩短。图２为磁性材

料的微波烧结与传统烧结温度曲线。

（２）　保温材料大大减少，环境热损失减少。

比较传统烧结技术需要首先给予周围环境足够的热

能而达到辐射传导热能的目的，微波烧结直接加热样品的

机理决定了其比传统烧结在节能方面的优越。传统烧结往

往需要大量的保温材料，而其中相当大的能量被这部分材

料吸收，而微波烧结中所需要的保温材料仅仅只是传统的

１／５－１／１０。而微波烧结的能耗较传统烧结工艺大大降低。

实验表明，耗电量仅相当于传统烧结能耗的１５％左右。

（３）　材料的品质提高。

表１为国内外微波烧结与传统烧结高磁导率ＭｎＺｎ铁氧

体材料主要性能的比较。

这又充分证明了微波烧结的优越性。

3 微波烧结的发展与技术进展

3.1 微波烧结技术的发展

材料的微波烧结开始于２０世纪６０年代中期，Ｗ．Ｒ．Ｔｉｎｇａ

首先提出了陶瓷材料的微波烧结技术；到２０世纪７０年代中

期，法国的Ｊ．Ｃ．Ｂａｄｏｔ和Ａ．Ｊ．Ｂｅｒｔｅａｎｄ开始对微波烧结技术

进行系统研究。２０世纪８０年代以后，各种高性能的陶瓷和

金属材料得到了广泛应用，相应的制备技术也成了人们关

注的焦点，微波烧结以其特有的节能、省时的优点，得到

了美国、日本、加拿大、英国、德国等发达国家的政府、

工业界、学术界的广泛重视，我国也于１９８８年将其纳入

“８６３”计划。在此期间，主要探索和研究了微波理论、微

波烧结装置系统优化设计和材料烧结工艺、材料介电参数

测试，材料与微波交互作用机制以及电磁场和温度场计算

机数值模拟等，烧结了许多不同类型的材料。２０世纪９０年

代后期，微波烧结已进入产业化阶段，美国、加拿大、德

国等发达国家开始小批量生产陶瓷产品。其中，美国已具

有生产微波连续烧结设备的能力，我国也有部分企业能制

造微波烧结炉。

表１　　国内外微波烧结与传统烧结高磁导率ＭｎＺｎ铁氧体材料主要性能的比较

性能

日本ＴＤＫ

Ｈ５Ｃ２

日本ＦＤＫ

２Ｈ１０

荷兰飞利浦

３．００Ｅ＋０５

德国西门子

Ｔ３８

中国８９８厂

Ｐ１０Ｋ

隆泰科技

Ｈ７Ｋ

Ｈ１０Ｋ

Ｈ１２Ｋ

１００００±３０％１００００±２０％１００００±２０％１００００±３０％１００００±３０％７０００±２０％１００００±２０％１２０００±２０％

ｔｇδ／μ　ｙ１０

－６

（１０ｋＨｚ）

＜７

７５（１００ｋＨｚ）

＜７

＜３

＜４

＜７

Ｂ／ｍＴ

４００

３８０

４００

３８０

Ｈ

ｃ

/A·m

－１

７．２

４

７．２

６

４

ａ

／１０

－６

·℃

－１

（２５￣５５℃）

－０．５￣１．５

＜１

０￣１．２

０．５

＜０．３

＜０．４

＜０．５

ｃ　

／℃

１２０

＞１２０

１２０

１３０

＞１２０

d/g·cm

－３

４．９

５．０

４．９

５．０

图２　　微波烧结与传统烧结温度曲线