足够大的微波均匀场区域是保证能够烧结合格样品的前提条件

    足够大的微波均匀场区域是保证能够烧结合格样品的前提条件

    由于Al2O3 , ZrO2 的介电损耗低,为了实现均匀烧结,需要有较大的均匀烧结场区。由于微波本身的特性,在微波高温炉腔体中的场强往往不均匀,通过合理的设计可以使得在一定范围内微波场均匀,但是目前设计出来的微波马弗炉的均匀场区域(有效烧结区域) 还是很小。同时由于微波烧结过程中样品的加热速度非常迅速,不均匀的微波场将导致在烧结样品内部不同的部位获得不同的微波能量,从而导致在样品内部出现很大的温度梯度,最终会导致样品因为温度应力而开裂。如在烧结氧化铝陶瓷过程中陶瓷内部的温度差超过10 ℃就可能导致烧结样品开裂。国内研究人员通过对微波场的设计获得了较大微波烧结场区域,它们主要有混合场、多模腔场方案、模式互补场。单模腔场的均匀场区域小于<21 ;对于多模腔场,当腔体尺寸为500 mm ×400mm ×400 mm 时,均匀场区域可以达到<50 ;对于混合场,其均匀场区域可以达到<100 ;另外还存在模式互补场方案,它需要同时采用两只频率相近的磁控管,这样可以获得大于<300 的均匀场区域。尽管如此,为实现工业化中的应用,在获得更大空间区域均匀性更好的烧结场方面还需要进一步的研究。