介电特性随温度骤变材料的烧结

     微波与材料的交互作用形式有3 种,即穿透、反射和吸收。在这3 种作用形式中只有最后一种作用形式才能使材料发生介质损耗而将微波能量转换为烧结样品的热能。材料与微波的作用形式与它在电场的介质特性有关。对于实际有损耗的介质来说,其介质常数具有复数形式,实数部分称为介电常数,虚数部分称为损耗因子。通常用损耗正切值(损耗因子与介电常数之比) 来表示材料与微波的耦合能力,损耗正切值越大,材料与微波的耦合能力就越强。对于大多数的氧化物陶瓷材料如SiO2 、Al2O3等,它们在室温下对微波是透波的,几乎不吸收微波能量,只有达到某一临界温度后,它们的损耗正切值才变得很大。对于这些材料的微波高温炉中微波烧结,通常采用两种方法来进行; 其一,加入一些微波吸收材料如SiC、Si3N4 等作为助烧剂,使它们在室温时也有很强的微波耦合能力,达到快速烧结的效果。微波吸收材料的选择不仅要起到辅助烧结的作用,还应起到改善烧结体性能的作用。这使得使用该方法时受到很大的限制。另一种办法是采用常规微波马弗炉烧结的方法使粉末生坯预热到一定的温度,此时材料已具有很强的微波吸收能力,然后再进行微波高温炉加热烧结。在烧结温度不是很高的情况下,还可以采用二次加热技术。国外的专利[19 ]还介绍了通过两套加热系统进行烧结的微波烧结炉子,其中的电阻加热系统在室温至临界温度以下可作为辅助加热系统。但是这种设计使得整个微波烧结炉结构复杂,而且造价高昂。