Progettazione di forni di sinterizzazione a microonde

Il forno di riscaldamento a microonde è composto principalmente da sistema di monitoraggio, sistema di controllo, scatola isolante, generatore di microonde, scatola di riscaldamento e serbatoio di stoccaggio del gas.La scatola del riscaldamento è realizzata in piastra a specchio in acciaio inossidabile.L'acqua di raffreddamento può scorrere nel sandwich tra due strati di piastra in acciaio inossidabile per ottenere il raffreddamento della scatola riscaldante.

1. Principio della sinterizzazione a microonde dei materiali ceramici

La reazione dei materiali alle microonde può essere suddivisa in quattro situazioni: riflessione delle microonde, trasmissione delle microonde;assorbimento delle microonde;assorbimento parziale delle microonde.La maggior parte dei metalli rientra nella prima categoria, mentre tutto il vetro e i materiali ceramici rientrano nelle ultime tre categorie.Quando un corpo ceramico viene posto in un campo di microonde, la potenza assorbita può essere espressa dalla seguente equazione:

P = (2π fε ) ( E2/ 2) tan δ, Quando la microonde penetra nel materiale, la sua intensità diminuisce con la profondità di penetrazione.La distanza dalla superficie del materiale all'attenuazione a 1/ e dell'energia delle microonde è definita come la profondità di penetrazione Dp delle microonde:

3λ0

DP = π tan δ (ε r/ε 0) 1/ 2

8.686

Dove P è la potenza delle microonde assorbita dal corpo ceramico;F è la frequenza;ε è la costante dielettrica composita;λ 0 è la lunghezza d'onda delle microonde nel vuoto;E è l'intensità del campo elettrico;tan δ è la tangente di perdita della ceramica dielettrica;La tangente di perdita (il rapporto tra il fattore di perdita e la costante dielettrica) viene solitamente utilizzata per esprimere la capacità di accoppiamento del materiale alle microonde. Maggiore è il valore della tangente di perdita, maggiore è la capacità di accoppiamento tra il materiale e le microonde.

2. Progettazione del forno di riscaldamento a microonde ad alta temperatura

Il forno di riscaldamento a microonde è composto principalmente da sistema di monitoraggio, sistema di controllo, scatola isolante, generatore di microonde, scatola di riscaldamento e serbatoio di stoccaggio del gas.La scatola del riscaldamento è realizzata in piastra a specchio in acciaio inossidabile.L'acqua di raffreddamento può scorrere nel sandwich tra due strati di piastra in acciaio inossidabile per ottenere il raffreddamento della scatola riscaldante.Il sensore di temperatura che utilizziamo è il termometro a infrarossi RAYR3I1MSCL2U dell'azienda americana leitai.Il sistema di controllo può realizzare il controllo manuale e il controllo automatico.Al fine di evitare che la porta del forno a microonde si chiuda dopo il forno di riscaldamento a microonde dalla porta del forno e fuoriesca dagli spazi tra le cavità, oltre al riscaldamento della porta del forno durante la lavorazione e la produzione per garantire l'elevata precisione dimensionale e la precisione di assemblaggio, noi in la porta del forno a microonde installata attorno alla struttura della scanalatura dello strozzatore, questa struttura può ridurre efficacemente la perdita del microonde.La selezione, la progettazione del campo e l'isolamento del generatore di microonde sono i fattori chiave nellaforno di sinterizzazioneprogetto.

3. Selezione del generatore di microonde

Mag netron, Klystron e Gyrotron sono generalmente selezionati nei dispositivi di riscaldamento a microonde.Essendo il “cuore” dell'apparecchiatura di sinterizzazione a microonde, la sua scelta influirà direttamente sulle prestazioni e sul costo dell'intera apparecchiatura.La frequenza comunemente usata nel dispositivo di sinterizzazione a microonde è:

915 MHz, 2,45 GHz, 6 GHz, 28 GHz e 60 GHz, ecc. Generalmente, il magnetron può essere selezionato come generatore di microonde per frequenze più basse come 915 MHz e 2,45 GHz, 6 GHz può essere selezionato come tubo di regolazione della velocità e frequenze più alte come bobina magnetica è possibile selezionare 28 GHz e 60 GHz.

Con l’aumento della frequenza e della potenza dei vari generatori di microonde, il loro rapporto prezzo ($/Watt) aumenterà in modo significativo.Se nel progetto è necessario un generatore a microonde ad alta potenza, si consiglia di utilizzare la stessa frequenza e un generatore a bassa potenza da ottenere mediante sovrapposizione di potenza.

4.Progettazione della struttura isolante

La struttura isolante più comunemente utilizzata nel forno di sinterizzazione a microonde è del tipo a polvere interrata e del tipo a scatola.La struttura isolante in polvere interrata presenta i vantaggi di un buon effetto isolante.Tuttavia, quando i campioni vengono sinterizzati a una temperatura più elevata, è facile che si verifichi l'adesione tra i campioni e la polvere sepolta.Dopo che i campioni sono stati sinterizzati, si verificherà il contatto diretto.Ma questa struttura non è buona quanto la struttura isolante in polvere sepolta.Combinando le caratteristiche di due strutture isolanti, abbiamo progettato una struttura isolante di tipo scatolare.