微波烧结技术原理和特点

前言

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、陶瓷以及复合材料上取得了广泛应用。针对金属材料微波烧结在国内、外的研究现状，从金属材料微波烧结的特点以及在金属材料领域一些较为典型的应用实例进行了较为全面的介绍。

微波烧结，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，它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，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。

微波烧结的特点
体积加热

微波烧结是利用材料与微波电场或磁场耦合将微波能转化为热能，由于电磁波是以光速传播的，电磁波透入物质的速度也接近光速，因而能非常快地将电磁波的能量转化为物质分子的能量，从而使得材料可内外同时加热，使材料内部温度梯度很小，甚至无温度梯度，材料内部热应力减至最低，因此能有效缓解材料在烧结过程中的开裂与变形，使材料具有更好的力学性能。

节能环保

相对于传统烧结技术，微波烧结可显著降低烧结温度；另外微波烧结的加热速率快，使得烧结周期大大缩短；同时，在微波场中，材料本身就是热源，微波能直接与物质相互作用，避免了与那些用于加热但没有直接参与烧结其他部件的接触，从而大幅降低了能耗，比常规烧结节能 ７０％～９０％；微波烧结的速度快，且能显著减少烧结气氛的气体使用量，使得烧结过程中的废物、废热排放量得到降低，对环境友好。

细化晶粒

在微波电磁能的作用下，材料会产生一系列的“微波效应”，使材料内部分子的动能增加，扩散系数提高，烧结活化能降低，加快烧结过程，缩短烧结周期，使得晶粒来不及长大就被烧结，从而得到均匀的细晶粒；并且材料的孔隙率小，孔隙形状也比传统烧结的更圆滑，使材料具 有更优 良的力学性能。由于微波烧结具有抑制晶粒长大的作用，为制备纳米材料提供了一种潜在可行且高效的方法。

能实现选择性烧结

不同的材料其介电性能不一样，从而对微波的吸收存在差异，在微波场中产生的热效应也不同，利用这一点，可以对多相混合材料进行选择性烧结，可以制备新的材料和获得具备更佳性能的材料。