微波烧结技术
微波高温烧结设备 微波烧结设备主要用于烧结各种高品质陶瓷、钴酸锂、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氢氧化镁、铝、锌、高岭土、硫酸钴/草酸钴、五氧化二钒、磷石膏/硫石膏等；烧结电子陶瓷器件：PZT压电陶瓷、压敏电阻等。 所谓微波烧结或微波燃烧合成是指用微波辐照来代替传统的热源。均匀混合的物料或预先压制成型的料坯通过自身对微波能量的吸收（或耗散）达到一定的高温，从而引发燃烧合成反应或完成烧结过程。由于它与传统技术相比较，属于两种截然不同的加热方式。因此，微波烧结有着自身的特点。微波介质加热原理，化学原料一旦放入微波电场中，其中的极性分子和非极性分子就引起极化，变成偶分子。按照电场方向定向，由于该电场属于交变电场，所以偶极子便随着电场变化而引起旋转和震动，例如频率为2450MHZ，以每秒24亿5千万次的旋转和震动，产生了类似于分子之间相互摩擦的效应，从而吸收电场的能量而发热，物体本身成为发热体。当用传统方式加热时，点火引燃总是从样品表面开始，燃烧从表面向样品内部传播最终完成烧结反应。而采用微波辐射时，情况就不同了。由于微波有较强的穿透能力，它能深入到样品内部，首先使样品中心温度迅速升高达到着火点并引发燃烧合成。烧结波沿径向从里向外传播，这就能使整个样品几乎是均匀地被加热，最终完成烧结反应。微波点火引燃在样品中产生的温度梯度（dT/dt）传统点火方式小得多。换句话说，微波烧结过程中烧结波的传播要比传统加热方式均匀得多。将金属利用微波辐射加热到1300-2000℃高温烧结成陶瓷。 实验表明，当样品的压紧密度高时，传统加热方式引发的燃烧波的传播速率大大减小，甚至因“自熄”而不能自然。但是，若采用微波辐照，由于温度的升高是反应物质本身吸收（或扩散）微波能量的结果，只要微波源不断地给予能量，样品温度将很快达到着火温度（T1）。反应一旦引发，放出的热量又促使样品温度进一步升高达到燃烧温度（T2），样品吸收微波辐射的能力也同时增加，这就保证了反应能够保持在一个足够高的温度（T3＞T1）下进行，直到反应完全。微波燃烧合成或微波烧结是一个可以控制的过程。这就是说，我们可以根据对产品性质的要求，通过对一系列参数的调整，人为地控制燃烧波的传播。这是微波燃烧合成较之于传统技术的一个显著的优点。微波功率的调节，可以是直接采用可调功率的微波源来控制样品对微波能量的吸收（或耗散）。
用微波烧结技术和常规无压烧结技术烧结了 Si_3N_4陶瓷。用 XRD,TEM 等方法研究了不同技术烧结的 Si_3N_4样品的组成和显微结构;用三点弯曲和压痕法分别测量了两类样品的抗弯强度和断裂轫性。结果表明,N_2气压的引入可有效地控制微波烧结过程中 Si_3N_4的分解,微波烧结可大幅度降低 Si_3N_4的致密化温度,提高相转变速度,缩短烧结时间,其力学性能也明显地提高。
