微波烧结原理与应用
微波加熱原理：
傳統固態燒結：能量來自電熱發熱體，藉由熱對流方式將熱由材料表面傳導至材料內部，屬於外向(extrinsic)性質 。 微波燒結：利用材料本身與微波作用，藉由吸收微波能量，使材料由內部到整體一起發熱，屬於內向(intrinsic) 性質。 微波吸收方式：在離子鍵化合物(如部份陶瓷材料)中對微波吸收效果的貢獻來自三方面：
1. 離子導電 (ionic conduction)
2. 離子跳動弛緩 (ionic jump relaxation) 及
3. 多重聲子弛緩過程 (multi-phonon relaxation process)，對微波吸收的貢獻主要來自介電損失(tangent loss)ε“=ε＂1+ε“2 +ε＂3 , 其中，ε“1, ε＂2 ,ε“3, 分別代表離子導電、離子跳動弛緩及多重聲子弛緩過程的貢獻。
微波加熱特徵：
微波燒結是材料本身吸收而發熱，所以是整個材料一起加熱，材料本身即類似傳統電熱方式之發熱體，
在極短時間內即可達到高溫，再加上微波與粒子間之交互作用，降低了粒子間之活化能，加速微密化的速率，使物質在短時間內即完成了燒結，並且比傳統燒結有更均勻的微觀結構 。
材料在微波場下的行為：
材料與微波之間的交互作用關係。對微波太過透明(低損失材料)之材料，微波極容易穿透，
而對微波不透明之導體則微波根本無法穿透,造成全部反射如金屬等，皆不適合進行微波燒結。
唯有對微波敏感的吸收體(高損失材料)，可讓微波進入物體一段距離而吸收微波轉變成熱之材料，
如SrTiO3, ZnO, SiC等才是合適進行微波燒結的。另一種變通的方式是雖然基材(matrix)為低損失
不易吸收微波之材料，但在其中添加了容易吸收微波之添加劑，如Al2O3-SiC等，亦可因選擇性之
吸收而達到燒結的效果。
微波燒結製程之效益與應用：
(1)縮短製程時間及節省能源，因而大幅降低陶瓷生產成本；
(2)因為加熱方式及速率的改變，可改善產品之均質性及提高產品良率；
(3)改善陶瓷體之顯微結構及產品性能；
(4)由於微波之選擇性加熱，具有合成新材料的潛力。
微波烧结技术
微波设备烧结技术的进展及未来展望 地点:微朗科技微波实验室 单位:株洲市微朗科技有限公司 时间:2013-01-10 声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究. 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。 1、微波烧结的技术原理 微波烧结是利用微波加热来对材料进行烧结。它同传统的加热方式不同。传统的加热是依靠发热体将热能通过对流、传导或辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温度，热量
从外向内传递，烧结时间长，也很能得到细晶。而微波烧结则是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。 1.1 材料中的电磁能量耗散 材料对微波的吸收是通过与微波电场或磁场耦合，将微波能转化热能来实现的。黄向东等利用麦克斯韦电磁理论，分析了微波与物质的相互作用机理，指出介质对微波的吸收源于介质对微波的电导损耗和极化损耗，且高温下电导损耗将占主要地位。在导电材料中，电磁能量损耗以电导损耗为主。而在介电材料（如陶瓷）中，由于大量的空间电荷能形成的电偶极子产生取向极化，且相界面堆积的电荷产生界面极化，在交变电场中，其极化响应会明显落后于迅速变化的外电场，导致极化弛豫。此过程中微观粒子之间的能量交换，在宏观上就表现为能量损耗。 1.2 微波促进材料烧结的机制 研究结果表明，微波辐射会促进致密化，促进晶粒生长，加快化学反应等效应。因为在烧结中，微波不仅仅只是作为一种加热能源，微波烧结本身也是一种活化烧结过程。M. A.Janny等首先对微波促进结构的现象进行了分析，测定了高纯Al2O3烧结过程中的表观活化能Ea，发现微波烧结中Ea仅为170kj/mol，而在常规电阻加热烧结中Ea=575kj/mo l，由此可推测微波促进了原子的扩散。M.A.Janny等进一步用18O示踪法测量了Al2O3单晶的扩散过程，也证明微波加热条件下扩散系数高于常规加热时的扩散系数。S.A.Freem an等的实验结果表明，微波场具有增强离子电导的效应。认为高频电场能促进晶粒表层带电空位的迁移，从而使晶粒产生类似于扩散蠕动的塑性变形，从而促进了烧结的进行。Birnboin等分析了微波场在2个相互接触的介电球颗粒间的分布，发现在烧结颈形成区域，电场被聚焦，颈区域内电场强度大约是所加外场的10倍，而颈区空隙中的场强则是外场的
TiO2光催化原理及应用
TiO2光催化原理及应用 一.前言 在世界人口持续增加以及广泛工业化的过程中，饮用水源的污染问题日趋严重。根据世界卫生组织的估计，地球上22% 的居民日常生活中的饮用水不符合世界卫生组织建议的饮用水标准。长期摄入不干净饮用水将会对人的身体健康造成严重危害, 世界围每年大概有200 万人由于水传播疾病死亡。水中的污染物呈现出多样化的趋势，常见的污染物包括有毒重金属、自然毒素、药物、有机污染物等。常规的饮用水净化技术有氯气、臭氧和紫外线消毒以及过滤、吸附、静置等，但是这些方法对新生的污物往往不是非常有效，并且可能导致二次污染。包括我国在世界围广泛应用的氯气消毒法，可能在水中生成对人类健康有害的高氯酸盐。臭氧消毒是比较安全的消毒方法，但是所需设备昂贵；而紫外线消毒法需要能源支持，并且日常的维护都需要专业的技术人员；吸附法一般需要消耗大量的吸附剂，使用过的吸附剂一般需要额外的处理。这些缺点限制了它们的应用围，迫切需要发展一种高效、绿色、简单的净化水技术。 自然界中，植物、藻类和某些细菌能在太的照射下，利用光合色素将二氧化碳（或硫化氧）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）。这种光合作用是一系列复杂代反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。光化学反应的过程与植物的光合作用很相似。光化学反应一般可以分为直接光解和间接光解两类。直接光解为物质吸收能量达到激发态，吸收的能量使反应物的电子在轨道间的转移，当强度够大时，可造成化学键的断裂，产生其它物质。直接光解是光化学反应中最简单的形式，但这类反应产率一般较低。间接光解则为反应系统中某一物质吸收光能后，再诱使另一种物质发生化学反应。 半导体在光的照射下，能将光能转化为化学能，促使化合物的合成或使化合物(有机物、无机物)分解的过程称之为半导体光催化。半导体光催化是光化学反应的一个前沿研究领域，它能使许多通常情况下难以实现或不可能进行的反应在比较温和的条件下顺利进行。与传统技术相比，光催化技术具有两个最显著的特征：第一，光催化是低温深度反应技术。光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物等完全氧化二氧化碳和水等产物。第二，光催化可利用紫外光或太作为光源来活化光催化剂，驱动氧化－还原反应，达到净化目的，对净化受无机重金属离子污染的废水及回收贵金属亦有显著效果。 二.TiO2的性质及光催化原理 许多半导体材料(如TiO2，ZnO，Fe2O3，ZnS，CdS等)具有合适的能带结构可以作为光催化剂。但是，由于某些化合物本身具有一定的毒性，而且有的半导体在光照下不稳定，存在不同程度的光腐蚀现象。在众多半导体光催化材料中，TiO2以其化学性质稳定、氧化-还原性强、抗腐蚀、无毒及成本低而成为目前最为广泛使用的半导体光催化剂。 TiO2属于一种n型半导体材料，它有三种晶型——锐钛矿相、金红石相和板钛矿相，板
微波加热与普通加热的区别
神通广大的“纳米材料”·脾气暴躁、易燃易爆的纳米金属颗粒 纳米材料是纳米科学技术最基本的组成部分。现在可以用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或几千个原子、分子的“颗粒”。 这些“颗粒”的尺寸只有几个纳米。如果按照一般的经验，原子与原子之间的距离为0.2纳米左右。可以估计出在尺寸为1纳米的立方体“颗粒”中，“立方颗粒”的每一边上只能排列5个原子，总体可容纳125个原子，但是其中98个原子在表面上。众所周知，表面上的原子只受到来自内部一侧的原子的作用。因此，它们很容易与外界的气体、流体甚至固体的原子发生反应，也就是说十分活泼。实验上发现如果将金属铜或铝做成几个纳米的颗粒，一遇到空气就会产生激烈的燃烧，发生爆炸。有人认为用纳米颗粒的粉体做成火箭的固体燃料将会有更大的推力，可以用作新型火箭的固体燃料，也可用作烈性炸药。另外，用纳米金属颗粒粉体作催化剂，可加快化学反应过程，大大地提高化工合成的产率。 具有晶体管开关作用的芯片工作原理：当栅极上加以适当电压时，关闭芯片电流中断（见详图左）：当栅极开通时，电流流过中间的沟道（见详图右）。沟道越短开关时闰越短运行速度越快。 ·材料世界中的大力士──纳米金属块体
如果把金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料，它会变得十分结实，强度比一般金属高十几倍，同时又可以像橡胶一样富于弹性。人们幻想在下一个世纪，总有一大会制造出具有如此神奇性质的纳米钢材和纳米铝材。用这种材料制造汽车、飞机或轮船，会使它们的重量减少到1/10.可以想像，一辆摩托车的重量会变成只有20－30公斤，一个女中学生会轻易地将它扛上楼去。 ·刚柔并济的纳米陶瓷 人们日常生活中最常用的陶瓮材料具有硬而脆的特点。硬是说它可以做刀具切削金属，脆是说它耐不住冲击，甚至一摔就碎。陶瓷的另一长处是耐高温，在1000℃的高温下也不变形。现在，用纳米陶瓷粉制成的陶瓷已经表现出一定的塑性，这个问题一巳被彻底解决，会在汽车发动机上大显身手，彻底甩掉发动机的冷却水套，使发动机工作在更高的温度下，汽车会跑得更快，飞机会飞得更高。纳米陶瓷粉体作为涂料的添加剂已得到广泛的应用，这些特种涂料涂在塑料或木材上，具有防火、防尘和耐磨的性能。 ·善变颜色的纳米氧化物材料 氧化物纳米颗粒最大的本领是在电场作用下或在光的照射下迅速改变颜色。平常人们戴的变色眼镜含有一种光敏卤化物材料，但是变色的速度慢。用纳米氧化物材料做成的变色镜就不一样了。用它做成士兵防护激光枪的眼镜是再好不过了。还有将纳米氧化物材料作成广告板，在电、光的作用下，会变得更加绚丽多彩。
用微波炉谨慎加热几种食物
用微波炉谨慎加热几种食物 微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具，它利用电磁波原理来进行加热，不但能够快速加热，而且能够很大程度上地保存营养素，目前被广泛使用于大多数食材的加热。但微波炉在使用过程中，不可避免会有一些危险产生。据MSNJApAN报道，为了避免危险，这几类物品应当尽量避免使用微波炉来加热。 1、火腿肠及咸鳕鱼子谨慎放入 像火腿肠、鳕鱼子等一部分使用外壳或者膜来进行包装的食材，最好不要直接放入微波炉中加热。因为在食物加热的过程中会产生蒸汽，而包装好的食材蒸汽无处可散，非常容易导致膜及食物破裂，甚至可能导致容器的破裂。这类型的食物在使用微波炉加热的过程中，应当注意去掉外壳，或是在膜上割一刀或戳几个洞，以便让蒸汽散发出去，避开危险。 2、塑料容器谨慎放入 塑料容器分为可放入微波炉加热类型和不可放入加热类型，如果是用来塑料容器，在加热前一定要确认该种塑料是否可放入微波炉，以免造成塑料变形、融化、漏洞等，甚至导致塑料中的有毒有害物质进入食物中。 3、金、铝制品不要放入 铝合金制成的容器、金属瓶子、罐头等金属类容器在加热状态下容易出现燃烧、火花等现象，这是非常危险的现象，因为完全有可能造成微波炉燃烧、爆炸等危险，因此，金属类制品不应
当放入微波炉中加热。 4、纸制品不要放入 有不少食材是用纸制品来进行包装的，在微波炉中加热过程中，纸完全有可能受热燃烧起来，同样可能造成燃烧、爆炸等危险，因此，不管是用纸壳还是用报纸包裹的东西，在放入微波炉之前都应当先将纸去掉，放入正确的容器中再加热。 5、鸡蛋要谨慎放入 鸡蛋也和有外壳、有膜的食物一样，在加热过程中有蒸汽产生，很容易出现爆炸等危险现象，因此在用微波炉加热鸡蛋时，应当避免直接放入整个的鸡蛋。如果是用微波炉加热鸡蛋羹等食物，也要注意在碗上加盖留孔，以免鸡蛋羹可能炸得一整个微波炉内壁到处都是。 6、液体食品谨慎放入 液体在放入微波炉中加热的过程中，有可能出现突然沸腾并爆开的“突沸”现象，高温液体四处喷洒，很有可能烫到人，因此在加热液体食品时要注意不要用高温加热太久，或尽量避开使用微波炉加热液体食品。 7、注意清洁微波炉内部的污垢 在加热一段时间过后，微波炉内壁可能附着一部分加热食品的过程中爆出来的油渍或污垢，一旦放置不管任其残留在微波炉中，在反反复复的加热过程中，这些污垢很有可能会碳化并出现放电现象，造成危险，因此，在每一次使用完微波炉后应当将微波炉的内壁擦洗干净，或定时清洁微波炉的内壁。
陶瓷材料的微波烧结特性及应用
第24卷 第5期 2002年5月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF W UHAN UN I VERSI T Y OF TECHNOLOG Y V o l .24 N o.5 M ay .2002文章编号:167124431(2002)0520043204 陶瓷材料的微波烧结特性及应用3 王 念 周 健(武汉理工大学) 摘 要: 介绍了微波烧结陶瓷材料的应用历史、基本原理,分析了陶瓷材料的微波烧结特性和微波烧结在氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷及透明陶瓷方面的应用,指出了应用中存在的一些亟待解决的问题,展望了微波烧结陶瓷材料的应用前景。 关键词: 微波加热; 微波烧结; 陶瓷材料 中图分类号: TQ 17012文献标识码: A 收稿日期:2001212208. 作者简介:王 念(19772),男,硕士生;武汉,武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室(430070).3武汉市晨光计划(20005004034)1 微波是一种电磁波,它遵循光的有关定律,可以被物质传递、吸收或反射,同时还能透过各种气体,很方便地实现在各种气氛保护下的微波加热及有气相参与的合成反应[1]。材料在微波场中可简要地分为下列三种类型[2]:(1)微波透明型材料:主要是低损耗绝缘体,如大多数高分子材料及部分非金属材料,可使微波部分反射及部分穿透,很少吸收微波。这类材料可以长期处于微波场中而不发热,可用作加热腔体内的透波材料。(2)全反射微波材料:主要是导电性能良好的金属材料,这些材料对微波的反射系数接近于1,仅极少数 入射的微波能量能透入,可用作微波加热设备中的波导、微波腔体、搅拌器等。 (3)微波吸收型材料:主要是一些介于金属与绝缘体之间的电介质材料,包括纺织纤维材料、纸张、木材、陶瓷、水、石蜡等。 微波加热技术早在20世纪40年代末期就已产生,50年代美国的V on H i ppel 在材料介质特性方面的开创性研究为微波加热的应用奠定了基础[3]。微波烧结就是利用微波加热原理来对材料进行的烧结。作为一种新型的陶瓷加工技术,微波烧结的应用时间并不长。加拿大的W .R .T inga 等人在60年代末期最早尝试了用微波加热及烧结陶瓷材料,并获得了初步成功[2]。进入80年代以后,人们对微波烧结技术进行了广泛而深 入的研究,并成功的制备出了A l 2O 3、B 4C 、Y 2O 32Zr O 2、Si O 2、T i O 2、ZnO 等陶瓷材料[3]。 1 微波烧结陶瓷材料的基本原理 1.1 微波烧结的微观机理 陶瓷材料在微波电磁场的作用下,会产生如电子极化、原子极化、偶极子转向极化和界面极化等介质极化[4],参加极化的微观粒子种类不同,建立或消除极化的时间周期也不一样。由于微波电磁场的频率很高,使材料内部的介质极化过程无法跟随外电场的变化,极化强度矢量P 会滞后于电场强度矢量E 一个角度,导致与电场同相的电流产生,这就构成了材料内部的耗散。在微波波段,主要是偶极子转向极化和界面极化产生的吸收电流构成材料的功率耗散。 微波烧结的成功与否,关键取决于材料自身的特性,如介电性能、磁性能以及导电性能等。当微波穿透和传播到介电材料中时,内部电磁场使电子、离子等产生运动,而弹性惯性和摩擦力使这些运动受到阻碍,从而引起了损耗,这就产生了体加热[5]。从满足微波烧结的角度出发,陶瓷材料应具有的最重要特性是损耗正切 tg ?[6],它表征了材料将所吸收的微波能转化为热能的能力;同时为达到材料与微波的最佳耦合状态,一个 适中的相对介电常数Ε 和较高的介电损耗因子Ε 是必须的,因为Ε 表征了微波通过材料的能力,而Ε 则表
光催化原理、应用
广州和风环境技术有限公司 https://www.360docs.net/doc/5e44098.html,/ 光催化原理、应用及常见问题 更多有关废气处理核心技术，请百度：和风环境技术。接下来和风带领大家认识一下。 随着全球工业化进程的加速，环境污染问题日益严重，环境治理已受到世界各国的广泛重视，其中政府在环境治理方面投入了巨大的人力、物力和财力对环境净化材料和环境净化技术的研究和产业化提供支持，其中，光催化材料和光催化技术占有重要的地位。TiO2是一种常用的光催化材料，具有活性高、稳定性好，几乎可以无选择地将有机物进行氧化，不产生二次污染，对人体无害，价格便宜等诸多优点，成为最受重视和具有广阔应用前景的光催化材料。 光催化材料在紫外光或太阳光的作用下，激发价带上的电子（e-）跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴（h+），光生空穴与光催化材料表面的水反应，生成羟基自由基，而光生电子与光催化剂表面的氧反应，生成超氧负离子。羟基自由基和超氧负离子具有较强的氧化还原电位，可将挥发性有机物氧化分解成无害的CO2和H2O，达到净化空气、分解挥发性有机物的目的。二氧化钛光催化材料在光照下能一直持续释放自由基，对挥发性有机物进行氧化分解，而自己不发生变化，具有长期活性。
广州和风环境技术有限公司 https://www.360docs.net/doc/5e44098.html,/ 1、光催化反应原理 羟基自由基和超氧负离子是除氟之外，最强的氧化剂，但是氟对人体和环境有着巨大的危害，在很多场合不再使用。 2、常温催化材料 光催化材料是一种常温催化材料，可在室温及稍高温度下进行反应（通常低于65℃）。提高光催化材料性能的途径有三个：一个是降低纳米催化材料粒子的粒径，目的在于提高光催化材料的比表面积；二是通过金属掺杂、过渡金属掺杂和非金属离子掺杂改变半导体催化剂的性质来提高光催化性能；三是通过表面修饰和敏化，改变半导体催化剂的表面的形貌和结构，而引起表面性能的优化。 3、光催化材料应用中的影响因素 湿度的影响：光催化反应中，羟基自由基来源于水，所以必须保持有一定的湿度才能持续产生羟基自由基；在闭环的光催化反应中，已经证实随着水的不断消耗，光催化性能在不断的下降。 氧分量的影响：光催化反应中，超氧负离子来源于氧，所以在21%含量的
工业微波技术原理及其主要特点
工业微波技术原理及其主要特点 地点:微朗科技微波实验室 单位:株洲市微朗科技有限公司 时间:2008-07-10 声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究. 微波加热主要特点： 1、加热迅速 微波加热与传统的加热方式不同，不需热传导过程，它是使被加热物料本身成为加热体，因此即使是热传导性较差的物料，也可以在极短的时间内达到加热温度。 2、均匀 无论物体各部位形状如何，它是使物料表里表里同时均匀渗透电磁波而产生热能，不受物体形状限制，所以加热更均匀，不会出现外焦内生的现象 3、节能高效 由于含有水份的物质极易吸收微波而发热，因此，除少量的传输损耗外几乎无其它损耗。微波加热与远红外加热相比，节约能源1/3以上。 4、防霉杀菌，不破坏物料营养成分 微波加热具有热力效应和生物效应，因此，能在较低温度下杀死霉菌和细菌；传统加热方式加热时间较长，造成营养成分损失较大，而微波加热迅速，能最大限度地保存物料的活
性和食品中的营养成份。 5、工艺先进，可连续生产 只要控制微波功率即可实现加热或终止。应用PLC人机界面可进行加热工艺过程规范的可编程自动化控制，它有完善的传送系统，可确保连续化生产，节省劳力。 6、安全无害 微波是控制在金属制成的加热室内工作，微波泄漏被有效抑制，不存在放射线危害及有害气体的排放，不产生余热和粉尘污染，极不污染实物也不污染环境。 微波加热原理： 波是频率从300MHz～300GMHz的电磁波，其方向和大小随时间作周期性变化。微波与物料直接作用，将超高频电磁波转化为热能的过程即为微波加热过程。水是强烈吸收微波的物质，物料中的水分子是极性分子，在微波作用下，其极性取向随着外电磁场的变化而变化，915MHz的微波可使水分子每秒运动18.3亿次，致使分子急剧磨擦、碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到微波加热目的 微波杀菌机理： 微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变性，使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡；生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细菌结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。此外，决定细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸（RNA）和脱氧核糖酸（DNA），是由若干氢键紧密连接而成的卷曲形大分子。足够强的微波场可以导致氢键松驰、断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变，甚至断裂。
金属微波烧结原理与研究现状
金属材料微波烧结研究现状 陈鼎，李林，陈振华 湖南大学材料科学与工程学院长沙410083 摘要：微波烧结是近年来广泛研究的一种全新的烧结技术，已经在金属，陶瓷以及复合材料取得越来越广泛的应用。本文针对微波烧结在金属材料领域的国内外研究现状，从金属微波烧结的特点以及在金属材料领域的一些较为典型的应用实例进行了较为全面的介绍。 关键词：微波烧结；金属；特点 Status Of Microwave Sintering In Metal Field CHEN Ding, LI Lin, CHEN Zheng-hua Materials Science and Engineering, Hunan University, 410083, Changsha，China Abstract:Microwave sintering has emerged in recent years as a new method for sintering a variety of materials that has shown signi?cant advantage s against conventional sintering procedures. This review article firstly provides a summary of fundamental theoretical aspects of microwave sintering, and then advantages of microwave sintering against conventional methods are described. At the end, some applications of microwave sintering in Metal field are mentioned which so far have manifested the advantages of this novel method. Key words: microwave sintering; metal;characteristics 1 前言 微波烧结是近年来迅速发展起来的一种加热烧结的新技术，它不同于通过传导、辐射、对流机制传递热量的传统加热烧结方法，而是利用微波的特殊波段与材料的基本结构耦合而产生热量，通过材料的介质损耗使得材料整体被加热至烧结温度而实现致密化[1-3]，从而具有烧结温度低、烧结周期短、能量损耗低，环境友好等特点，符合当前发展绿色工业的趋势，迅速成为各国学者研究的热点。20世纪60年代，Tinga首先在陶瓷材料的制备中应用了微波烧结技术[4]，同时，关于材料介质特性的研究获得了突破性进展，这为微波烧结的应用奠定了理论基础。随后，世界能源危机的爆发推动了各国学者对微波烧结技术的进一步研究，至今，微波烧结技术已成功应用于制备各种陶瓷材料、金属材料、复合材料等[5-7]。在研究早期，人们普遍认为块状金属会反射微波，且具有等离子放电和电弧放电
光催化原理及应用
姓学号：0903032038 合肥学院 化学与材料工程系 固 体 物 理 姓名：杜鑫鑫 班级：09无机非二班 学号：0903032038 课题名称：光催化原理及应用 指导教师：韩成良
光催化原理及应用 引言：目前，全球性环境污染问题受到广泛重视。光催化反应可对污水中的农 药、染料等污染物进行降解，还能够处理多种有害气体；光催化还可应用于贵金属回收、化学合成、卫生保健等方面。光催化反应在化工、能源及环境等领域都有广阔的应用前景。本文论述了主要光催化剂类型及光催化技术的应用研究成果。 关键词：光催化、应用、发展、环境、处理 光催化机理： 半导体材料在紫外及可见光照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的合成与分解，这一过程称为光催化。当光能等于或超过半导体材料的带隙能量时，电子从价带(VB)激发到导带(CB)形成光生载流子(电子-空穴对)。 在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时，吸收的光能因为载流子复合而以热的形式耗散。价带空穴是强氧化剂，而导带电子是强还原剂。大多数有机光降解是直接或间接利用了空穴的强氧化能力。 例如TiO 2 是一种半导体氧化物，化学稳定性好(耐酸碱和光化学腐蚀)， 无毒，廉价，原料来源丰富。 TiO 2 在紫外光激发会产生电子－空穴对，锐钛 型TiO 2 激发需要3.2 eV的能量，对应于380 nm左右的波长。光催化活性高(吸收紫外光性能强；能隙大，光生电子的还原性和和空穴的氧化性强)。因此其广泛应用于水纯化，废水处理，有毒污水控制，空气净化，杀菌消毒等领域。 主要的光催化剂类型： 1．1 金属氧化物或硫化物光催化剂 常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO，、ZnO、WO 3、Fe 2 O 3 、ZnS、CdS 和PbS等。其中，CdS的禁带宽度较小，与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性，可以很好地利用自然光源，但容易发生光腐蚀，使用寿命有限。TiO，具
微波高温烧结技术资料
微波烧结设备技术专利分析（二）——主要技术领域 微波烧结技术的发展已经历了几十年，虽然还有很多不成熟、不完善的地方，但是，它具有常规技术无法比拟的优点，预示了它广阔的发展前景。首先，作为一种省时、节能、节省劳动、无污染的技术，微波烧结能满足当今节约能源、保护环境的要求；其次，它所具有的活化烧结的特点有利于获得优良的显微组织，从而提高材料性能；再次，微波与材料耦合的特点，决定了用微波可进行选择性加热，从而能制得具有特殊组织的结构材料，如梯度功能材料。这些优势使得微波烧结在高技术陶瓷及金属陶瓷复合材料制备领域具有广阔的前景。 各种材料的介电损耗特性随频率、温度和杂质含量等的变化而变化，由于自动控制的需要，与此相关的数据库还需要建立。微波烧结的原理也需要进一步研究清楚。由于微波烧结炉对产品的选择性强，不同的产品需要的微波炉的参数有很大差异，因此，微波烧结炉的设备需要投资增大。今后微波烧结设备的方向是用模块化设计与计算机控制相结合。 介于此，从主要技术领域方向研究微波烧结设备技术动向具有对未来发展方向的预测作用，通过相关技术的研读和分析，以期对相关技术人员予以参考和借鉴。 （一）2000-2009年专利技术领域分布 上图中相关的IPC分类如下：
C04B35622: 形成工艺;准备制造陶瓷产品的无机化合物的加工粉末 H01B312: 陶瓷 C04B3564: 焙烧或烧结工艺 C04B35462: 以钛酸盐为基料的 C04B35495: 以氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化钼或氧化钨或与其他氧化物（例如钒酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钼酸盐或钨酸盐）的固溶体为基料的 （二）按年度分布的专利技术领域分布 从上图中数据可以看出，从2005年到2009年，总体专利数量在增加，同时相应的主要技术领域也比较固定，在C04B水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料领域中，每年的增长速度最快，其次是H01B 电缆;导体;绝缘体;导电、绝缘或介电材料的选择领域，所以，在这一技术领域中，研究的方向比较固定，也比较集中。 参考文献
微波工作原理
微波工作原理 微波杀菌是微波加热技术功能的延伸，表现为微波与生物体及其组成的基本单元——细胞之间相互作用后，生物体的细胞生理活动变化和反应，与巴氏加热杀菌法比较，微波杀菌有以下显著特点： A、微波杀菌是一种物理杀菌方法，它不需要添加化学防腐剂就能够杀灭细菌、霉菌和虫卵，以及病毒等有害人体的微生物，它在杀灭有害微生物过程中，不会对食品残留毒性或放射性物质的污染，安全无害。也不会改变食品的色香味和营养成分。 B、在同样杀菌温度下，所需杀菌时间短，不需要预热。如大肠杆菌杀灭时间约30S。在相同杀菌条件下，菌致死的温度比较低，且杀菌效果极为显著。 C、能同时对被杀菌物料表里实施整体杀菌，极大地缩短杀菌周期，并保证杀菌一致性。 D、由于物料各部位杀菌的同时性，杀菌时间短，能避免因长时间的加热影响食品品质，特别是对不宜在较高温度或较长加热时间情况下进行杀菌的食品。例如：易挥发香辛成分的姜粉、含水分较多的鲜嫩海蛰等。对于既要保持色泽、香味和口感不变等质量要求又需杀菌的物料，使用微波杀菌可取得最佳效果。 E、微波杀菌可分为包装后杀菌和包装前杀菌。包装容器不能用金属质地的，需用介质材料，一般用塑料软包装或玻璃，工程塑料质地容器为宜。为防止在微波杀菌过程中涨袋，设备可在工作仓内施加压力采用反压杀菌工艺，可防止涨袋损失。
微波设备可对已包装、未包装的不同物品进行灭菌加工处理可用于： 粮食制品类：面包、月饼、面条、豆腐、豆腐干等。 蔬菜类：泡菜、竹笋、香菇类等。 水果类：荔枝、龙眼等。 奶制品、调味品、香精香料、方便面汤料、火锅调料及各种液体等均可杀菌加工。 微波是一种高频率的电磁波，其频率范围约在300～300 000MHz(相应的波长为100～0．1cm)在300MHz至300GHz之间．它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量为1 99×l0 -25～1．99×10-22j．它与生物组织的相互作用主要表现为热效应和非热效应。微波能够透射到生物组织内部使偶极分子和蛋白质的极性侧链以极高的频率振荡，引起分子的电磁振荡等作用，增加分子的运动，导致热量的产生。1．1 微波的特性 1．1．1 选择性加热 物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸
微波技术基础 简答题整理
第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？ 一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/λ>=0.05） 1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？ 按传输波形分类： （1）TEM（横电磁）波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统； （2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统； （3）表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加） 按损耗特性分类： （1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线） （2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线） （3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线） （4）光频波段传输线（介质光波导、光纤） 1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？ 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？
（1）行波状态： 0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。 （2）驻波状态： 终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。 电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。 （3）行驻波状态： 终端负载为复数或实数阻抗（L L L X R Z ±=或L L R Z =）。 信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位，与空间位置无关。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值；传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？
微波烧结原理与应用
微波加熱原理： 傳統固態燒結：能量來自電熱發熱體，藉由熱對流方式將熱由材料表面傳導至材料內部，屬於外向(extrinsic)性質 。 微波燒結：利用材料本身與微波作用，藉由吸收微波能量，使材料由內部到整體一起發熱，屬於內向(intrinsic) 性質。 微波吸收方式：在離子鍵化合物(如部份陶瓷材料)中對微波吸收效果的貢獻來自三方面： 1. 離子導電 (ionic conduction) 2. 離子跳動弛緩 (ionic jump relaxation) 及 3. 多重聲子弛緩過程 (multi-phonon relaxation process)，對微波吸收的貢獻主要來自介電損失(tangent loss)ε“=ε＂1+ε“2 +ε＂3 , 其中，ε“1, ε＂2 ,ε“3, 分別代表離子導電、離子跳動弛緩及多重聲子弛緩過程的貢獻。 微波加熱特徵： 微波燒結是材料本身吸收而發熱，所以是整個材料一起加熱，材料本身即類似傳統電熱方式之發熱體，
在極短時間內即可達到高溫，再加上微波與粒子間之交互作用，降低了粒子間之活化能，加速微密化的速率，使物質在短時間內即完成了燒結，並且比傳統燒結有更均勻的微觀結構 。 材料在微波場下的行為： 材料與微波之間的交互作用關係。對微波太過透明(低損失材料)之材料，微波極容易穿透， 而對微波不透明之導體則微波根本無法穿透,造成全部反射如金屬等，皆不適合進行微波燒結。 唯有對微波敏感的吸收體(高損失材料)，可讓微波進入物體一段距離而吸收微波轉變成熱之材料， 如SrTiO3, ZnO, SiC等才是合適進行微波燒結的。另一種變通的方式是雖然基材(matrix)為低損失 不易吸收微波之材料，但在其中添加了容易吸收微波之添加劑，如Al2O3-SiC等，亦可因選擇性之 吸收而達到燒結的效果。 微波燒結製程之效益與應用： (1)縮短製程時間及節省能源，因而大幅降低陶瓷生產成本； (2)因為加熱方式及速率的改變，可改善產品之均質性及提高產品良率； (3)改善陶瓷體之顯微結構及產品性能； (4)由於微波之選擇性加熱，具有合成新材料的潛力。
微波技术基础复习重点
第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。
微波炉的加热原理和使用常识
微波炉的加热原理和使用常识 微波炉作为生活中常用的厨房电器之一，微波炉常常遭到人们误解。有人说微波辐射会危害人体健康、损伤大脑；有人说微波加热的食物会产生致癌物；还有人说微波炉加热会导致食物中的营养物质流失；这些说法都是没有科学依据的。 1、微波炉的确会产生辐射但对人体无害。 想知道微波炉是否会产生辐射，要从它的工作原理说起。微波炉是通过高压产生的辐射电子形成有序的空间电子流，用磁场穿过电子流产生控制作用，在磁场的控制和给定的几何空间下产生电子流的交变，再通过波导管使交变电子流进入食品加工区域，交变电子流会激发极化食物中的水分子产生高速交变运动从而发热，水再将产生的热传递给食物，将食物烧熟。由此可见，微波炉确实存在辐射。不过，微波炉中的电磁场只对食物中的水起作用，它在封闭环境下对外界的影响很小，正规厂家生产的微波炉都带有3C标志的，所以微波炉都是安全的，不会对人体健康产生有害影响。 2、微波炉加热不会使营养流失。 相比其他加热方式，微波炉的加热效率是最高的，其热效率高达80%以上，加热速度很快，其他加热方式的热效率仅为30%-50%左右，因此微波对食物营养素的破坏反而小。也就是说，相比其他加热方式，用微波炉加热反而好。 3、微波加热的食物更不会产生癌物质。 微波加热的主要介质是水，加热的原理是对食物中的水产生分子振荡，从而产生热量。因此，它不产生新的东西。当然，如果你不能正确使用它，加热时把食物烧糊、烧焦，是有可能产生有害物质的。不过，这是使用不当造成的与加热方式无关。 4、正确使用微波炉的方法：
一、按照使用说明规范操作。 二、微波炉运行时可与其保持半米以上的距离。 三、微波炉自动停止运行后再开门拿食物。 四、尽管强行开门时微波炉会自动关闭微波发射，但也尽量不要这样做。 五、不要过度或反复加热食物，避免因水分过度蒸发造成食物烧焦变质。 六、保持炉内清洁，保证微波炉有良好的工作环境。 七、在不使用时及时关闭电源。
微波技术基础
摘要 本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了TE型波的理论和传输特性。 10 This paper describes the basics of microwave in the microwave first chapter introduces the concept of the basic characteristics and microwave in the civilian and military applications, in the second chapter describes the microwave transmission line theory, introduces the theory and the type of wave Transmission characteristics.
微波技术基础 第一章微波简介 1.1 什么是微波 微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从GHz 300的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包~ MHz3000 括分米波（频率从300MHz~3000MHz），厘米波（频率从3GHz~30GHz），毫米波（频率从30GHz~300GHz）和亚毫米波（频率从300GHz~3000GHz）四个波段。 下图为电磁波谱分布图： 1.2微波的基本特点 1.似光性和似声性 微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设
微波加热的技术综述micky
论文题目：微波加热技术综述 姓名：许琦 学号：20087315 专业：食品科学与工程 班级：0 8 级 指导老师：吴伟老师 日期：2011年6月9日
微波加热技术综述 20087315 08食品科学与工程1班许琦 摘要：本文介绍了微波加热的基本原理、特点，以及在食品加工中的应用。并指出了微波加热技术中亟待解决的问题。 关键词：微波加热；原理；特点；应用 Abstract : The paper introduced basic principles, characteristics and application in food processing of microwave heating.The issues of microwave heating technology that need to be resolved are pointed out. Key words : microwave heating;principles;characteristics; applications 微波技术首先应用于通信、广播、电视技术中。在这些领域里，微波作为一种信息或信息的载体被利用。在微波通信工程的数十年应用中，发现始终伴随有一种会引起微波能损耗、需要设法防止和消除的有害因素——热效应。直到六十年代末，微波能终于被作为一种能源来加以利用，进行加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等。工业项目上首创是在食品工业方面，而家用微波炉的出现更进一步扩大了微波加热技术的应用领域。现在，微波加热作为一项新技术已受到各学科领域的高度重视和应用开发[1]。 微波加热的的基本原理 微波是指波长为0.001~1m频率在300 MHz~300GHz之间的电磁波。当处于微波场中的物质含有微波吸收介质时[1]，物质能吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温，达到自身加热的目的。这种加热方式称为微波加热。 微波加热是一种全新的热能技术，与传统加热不同，微波加热不需要外部热源，而是向被加热材料内部辐射微波电磁场，推动其偶极子（一端带正电，另一端带负电的分子[2]）运动，使之相互碰撞、摩擦而生热[1]。传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料内部，热量总是由表及里传递进行加热物料，物料中不可避免地存在温度梯度，故加热的物料不均匀，致使物料