Design eines Mikrowellen-Sinterofens

Der Mikrowellenheizofen besteht hauptsächlich aus einem Überwachungssystem, einem Steuersystem, einem Isolierkasten, einem Mikrowellengenerator, einem Heizkasten und einem Gasspeichertank.Der Heizkasten besteht aus einer Spiegelplatte aus Edelstahl.Kühlwasser kann im Sandwich zwischen zwei Schichten Edelstahlplatte fließen, um die Kühlung des Heizkastens zu erreichen.

1. Prinzip des Mikrowellensinterns keramischer Materialien

Die Reaktion von Materialien auf Mikrowellen kann in vier Situationen unterteilt werden: Mikrowellenreflexion, Mikrowellenübertragung;Mikrowellenabsorption;teilweise Absorption von Mikrowellen.Die meisten Metalle fallen in die erste Kategorie, während alle Glas- und Keramikmaterialien in die letzten drei Kategorien fallen.Wenn ein Keramikkörper in ein Mikrowellenfeld gebracht wird, kann die absorbierte Leistung durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

P = (2π fε ) ( E2/ 2) tan δ，Wenn die Mikrowelle das Material durchdringt, nimmt ihre Intensität mit der Eindringtiefe ab.Der Abstand von der Materialoberfläche bis zur Abschwächung der Mikrowellenenergie auf 1/e wird als Eindringtiefe Dp der Mikrowelle definiert:

3λ 0

DP = π tan δ (ε r/ε 0) 1/ 2

8. 686

Wobei P die vom Keramikkörper absorbierte Mikrowellenleistung ist;F ist die Frequenz;ε ist die zusammengesetzte Dielektrizitätskonstante;λ 0 ist die Wellenlänge der Mikrowelle im Vakuum;E ist die Intensität des elektrischen Feldes;tan δ ist der Verlustfaktor dielektrischer Keramik;Der Verlustfaktor (das Verhältnis des Verlustfaktors zur Dielektrizitätskonstante) wird normalerweise verwendet, um die Kopplungsfähigkeit des Materials an die Mikrowelle auszudrücken. Je höher der Verlustfaktorwert ist, desto stärker ist die Kopplungsfähigkeit zwischen dem Material und der Mikrowelle.

2. Design eines Mikrowellen-Hochtemperatur-Heizofens

Der Mikrowellenheizofen besteht hauptsächlich aus einem Überwachungssystem, einem Steuersystem, einem Isolierkasten, einem Mikrowellengenerator, einem Heizkasten und einem Gasspeichertank.Der Heizkasten besteht aus einer Spiegelplatte aus Edelstahl.Kühlwasser kann im Sandwich zwischen zwei Schichten Edelstahlplatte fließen, um die Kühlung des Heizkastens zu erreichen.Der von uns verwendete Temperatursensor ist das Infrarot-Thermometer RAYR3I1MSCL2U der amerikanischen Firma Leitai.Das Steuerungssystem kann eine manuelle Steuerung und eine automatische Steuerung realisieren.Um zu verhindern, dass die Tür des Mikrowellenherds nach dem Erhitzen des Mikrowellenofens aus der Ofentür geschlossen wird und aus den Lücken zwischen den Hohlräumen austritt, heizen wir die Ofentür zusätzlich bei der Verarbeitung und Herstellung auf, um eine hohe Maßgenauigkeit und Montagegenauigkeit zu gewährleisten Die Mikrowellenherdtür ist um die Drosselnutstruktur herum installiert. Diese Struktur kann das Austreten von Mikrowellen effektiv reduzieren.Die Auswahl, das Felddesign und die Isolierung des Mikrowellengenerators sind die Schlüsselfaktoren bei derSinterofenDesign.

3. Auswahl des Mikrowellengenerators

In Mikrowellenheizgeräten werden im Allgemeinen Magnetron, Klystron und Gyrotron ausgewählt.Als „Herzstück“ der Mikrowellen-Sinteranlage wirkt sich ihre Wahl direkt auf die Leistung und die Kosten der gesamten Anlage aus.Die üblicherweise in Mikrowellen-Sintergeräten verwendete Frequenz ist:

915 MHz, 2,45 GHz, 6 GHz, 28 GHz und 60 GHz usw. Im Allgemeinen kann ein Magnetron als Mikrowellengenerator für niedrigere Frequenzen wie 915 MHz und 2,45 GHz, 6 GHz als Geschwindigkeitsregelrohr und höhere Frequenzen ausgewählt werden Als Magnetspule sind beispielsweise 28 GHz und 60 GHz wählbar.

Da die Frequenz und Leistung verschiedener Mikrowellengeneratoren zunimmt, wird ihr Preisverhältnis ($/Watt) deutlich steigen.Wenn in der Konstruktion ein Mikrowellengenerator mit hoher Leistung erforderlich ist, wird empfohlen, die gleiche Frequenz und einen Generator mit niedriger Leistung zu verwenden, um eine Leistungsüberlagerung zu erzielen.

4.Design der Isolationsstruktur

Die am häufigsten verwendete Isolationsstruktur in Mikrowellen-Sinteröfen ist der vergrabene Pulvertyp und der Kastentyp.Die vergrabene Pulverisolationsstruktur bietet den Vorteil einer guten Isolationswirkung.Wenn Proben jedoch bei einer höheren Temperatur gesintert werden, kann es leicht zu einer Haftung zwischen Proben und vergrabenem Pulver kommen.Nach dem Sintern der Proben kommt es zum direkten Kontakt.Diese Struktur ist jedoch nicht so gut wie eine vergrabene Pulverisolierungsstruktur.Durch die Kombination der Eigenschaften zweier Isolationsstrukturen haben wir eine kastenförmige Isolationsstruktur entworfen.