微波烧结技术的应用

      近年来，用微波方法产生高温以烧结陶瓷的工艺也是引人注目的，并已经显露出巨大的发展潜力，被称为向传同陶瓷烧结方法挑战的“九十年代新一代烧结技术”。其主要特点是：

      （1） 容易获得2000℃以上的超高温。

      高技术用的精细陶瓷，如SI3N4，ZrO2，ALN，SIC等，它们的烧结温度在1700℃-2000℃之间的高温高压下才能成型。这种高温炉对发热元件和保温材料的要求十分苛刻，它的制造成本与运行成本都十分昂贵，是生产性应用受到了制约。

      而微波加热是基于材料本身的介质损耗发热，在整个装置中，只有式样本身处于高温中，其余部分仍处于常温状态。所以整个装置的结构紧凑简单、制造和使用费用极低。在烧结时炉壁温度比室温仅高出20-30℃。只有当式样*高温时，因式样本身表面大量热辐射引起腔壁温度升高时，才需要对它进行必要的冷却。

      （2）极快的加热和烧结速度

      常规的传导加热方法，由于陶瓷的导热性差，要使他烧透需要很长的时间，一般以小时计算。大型部件所需时间更长。微波加热温升极快，一般可达每分钟温升500℃以上。这样高的加热速度不仅仅使节能得以实现，而且有可能做成一些常规方法难以实现的新型陶瓷的烧结工艺。进而取代目前沿用的极为复杂和昂贵的热压法和热等静压法，为高技术新陶瓷的大规模工业开辟新的途径。

      （3） 改进陶瓷材料的微观结构和宏观性能

      由于烧结速度快、时间短，避免了烧结过程中材料晶粒长大，zui终可获得具有高强度和高韧性的超细晶粒结构。例如常规方法烧成密度为99%氧化铝瓷，其晶粒度一般为10чm， 而微波法烧成的其晶粒度仅为0.8чm，提高晶粒度达一个数量级。

      （4）高效节能

      微波能转换为热能的效率，通常为80%-90%，加之微波烧结时间极短，可以期望用它来大大降低能耗。美国通用汽车公司使用6KW微波烧结炉烧结氧化铝火花塞的实验证实，节能可达50%左右。

      此外，由于微波加热没有热惯性，便于实现升温过程的瞬时升降调节。还可以借助于改变微波电场或材料成分的分布，实现微波的聚焦或试样的局部加热，从而满足陶瓷密封和焊接等的特殊需要。