マイクロ波焼結炉の設計

マイクロ波加熱炉は主に監視システム、制御システム、断熱ボックス、マイクロ波発生器、加熱ボックス、ガス貯蔵タンクで構成されています。加熱ボックスはステンレス製の鏡板で作られています。冷却水は2層のステンレス鋼板の間のサンドイッチ内を流れることができ、加熱ボックスの冷却を実現します。

1. セラミックス材料のマイクロ波焼結の原理

マイクロ波に対する物質の反応は、マイクロ波反射、マイクロ波透過、マイクロ波透過の 4 つの状況に分類できます。マイクロ波の吸収。マイクロ波の部分吸収。ほとんどの金属は最初のカテゴリに分類されますが、すべてのガラスおよびセラミック材料は後の 3 つのカテゴリに分類されます。セラミック体がマイクロ波場に置かれた場合、吸収される電力は次の式で表すことができます。

P = (2π fε ) ( E2/ 2) Tan δ，マイクロ波が材料に浸透すると、その強度は浸透深さに応じて減少します。物質表面からマイクロ波エネルギーが1/eに減衰するまでの距離をマイクロ波の侵入深さDpと定義します。

3λ0

DP = πtanδ (ε r/ε 0) 1/ 2

8.686

ここで、P はセラミック体に吸収されるマイクロ波電力です。F は周波数です。ε は合成誘電率です。λ 0 は真空中のマイクロ波の波長です。E は電場の強度です。Tan δは誘電体セラミックの損失正接です。材料とマイクロ波の結合能力を表すには、通常、損失正接（損失係数と誘電率の比）が使用されます。損失正接の値が大きいほど、材料とマイクロ波間の結合能力が強いことを示します。

2. マイクロ波高温加熱炉の設計

マイクロ波加熱炉は主に監視システム、制御システム、断熱ボックス、マイクロ波発生器、加熱ボックス、ガス貯蔵タンクで構成されています。加熱ボックスはステンレス製の鏡板で作られています。冷却水は2層のステンレス鋼板の間のサンドイッチ内を流れることができ、加熱ボックスの冷却を実現します。使用する温度センサーはアメリカleitai社のRAYR3I1MSCL2U赤外線温度計です。制御システムは手動制御と自動制御を実現できます。電子レンジ加熱炉の扉を閉めた後、電子レンジ扉からの漏れがキャビティの隙間から漏れるのを防ぐため、加熱炉扉の加工・製造時に高い寸法精度と組立精度を確保することに加え、電子レンジの扉をチョーク溝構造の周囲に設置することで、マイクロ波の漏れを効果的に低減します。マイクロ波発生器の選択、フィールド設計、絶縁が重要な要素です。焼結炉デザイン。

3. マイクロ波発生器の選択

マイクロ波加熱装置にはマグネトロン、クライストロン、ジャイロトロンが一般的に選ばれます。マイクロ波焼結装置の「心臓部」であるため、その選択は装置全体の性能とコストに直接影響します。マイクロ波焼結装置で一般的に使用される周波数は次のとおりです。

915 MHz、2.45 GHz、6 GHz、28 GHz、60 GHzなど。一般に、915 MHzや2.45 GHzなどの低周波用のマイクロ波発生器としてマグネトロンを選択でき、調速管として6 GHzを選択でき、より高い周波数用に選択できます。電磁コイルは28GHz、60GHzなどが選択可能です。

さまざまなマイクロ波発生器の周波数と出力が増加するにつれて、価格比 ($/W) が大幅に増加します。設計で高出力のマイクロ波発生器が必要な場合は、同じ周波数で低出力の発生器を使用し、電力の重畳によって取得することをお勧めします。

4.絶縁構造の設計

マイクロ波焼結炉の断熱構造としては、粉末埋設型と箱型が最も一般的です。埋設粉末絶縁構造により、優れた絶縁効果が得られます。しかし、試料を高温で焼結すると、試料と埋め込まれた粉末との付着が起こりやすくなります。サンプルが焼結された後、直接接触が起こります。しかし、この構造は埋設粉末絶縁構造には及ばない。2つの断熱構造の特徴を組み合わせ、ボックス型の断熱構造を設計しました。