專利名稱：帶定向反射鏡的混合場型微波燒結(jié)腔體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混合場型微波燒結(jié)爐腔體類。
微波燒結(jié)作為一種新型快速陶瓷燒結(jié)技術(shù)已得到各國研究者的充分重視和大力研究。微波燒結(jié)腔體是微波燒結(jié)裝備的核心部分。腔體的合理設(shè)計、精心制作與正確調(diào)整是實現(xiàn)成功燒結(jié)材料的關(guān)鍵。目前的微波燒結(jié)腔體有單模諧振腔和多模腔兩種。單模腔具有場分布簡單、穩(wěn)定、易于調(diào)整和控制等優(yōu)點，但其加熱區(qū)太小，只能用于實驗室小型試件樣品的微波燒結(jié)。多模腔體存在熱分布不均勻的缺點，雖其在正確的設(shè)計與調(diào)整下，通過提高模譜密度和改變分布狀態(tài)來擴大加熱均勻區(qū)。但實際上多模腔體腔內(nèi)的“熱區(qū)”分布總是不均勻的，有時差別還相當(dāng)大，這是由于其所用的為一般工業(yè)用微波頻段(0.915GHZ與2.45GHZ)，腔內(nèi)可能存在的工作模式總是有限的，不可能完全消除由于節(jié)點和環(huán)點的存在造成場強的不均勻分布。為改善之，目前人們大多采用兩種方法一是提高工作頻率，如美國的OKa Ridge實驗室采用28GHZ微波源，并擴大腔體，使腔體尺寸與微波波長之比大于100，形成非諧振腔(實際上是諧振模式個數(shù)趨于無限多)來實現(xiàn)整個腔內(nèi)的場強均勻化。這種方法的缺點是設(shè)備造價高昂，運行費用大。二是采用模式攪拌器，周期地改變腔體工作模式，改善均勻性，但這種作用是有限的，且無法滿足微波燒結(jié)對溫度均勻性的要求。
本實用新型的目的是在普通多模腔體內(nèi)增設(shè)一定向反射會聚裝置，使腔內(nèi)的微波聚焦場與駐波場合成與迭加，形成較大的微波場均勻區(qū)，以實現(xiàn)對較大尺寸的陶瓷材料的微波燒結(jié)。
本實用新型的目的是以下述方式實現(xiàn)的，在普通多模腔體5內(nèi)增設(shè)一微波定向反射鏡3，反射鏡3由旋轉(zhuǎn)升降軸2懸吊在腔體內(nèi)。
附圖
為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1－步時馬達、4－陶瓷材料、6－陶瓷材料托架、7－微波饋能口、8－腔門。本實用新型在微波燒結(jié)腔體5內(nèi)增設(shè)一定向反射鏡3，它是利用微波的似光性和微波光學(xué)中的單表面和多表面聚焦原理，在多模腔內(nèi)建立一個微波聚焦場并與原有的駐波場迭加，以擴大腔內(nèi)均勻場區(qū)尺寸。同時將反射鏡3設(shè)計在諧振狀態(tài)，不僅僅起反射聚焦的作用，而且形成具有一定增益的二次輻射源，加上相位補償和定向反射，使聚焦場在合成場中占相當(dāng)大的比重。經(jīng)我們測試表明，這種合成場減弱了原多模腔中的似穩(wěn)模成分，受外界參數(shù)(如腔內(nèi)介質(zhì)電參量等)的影響較小，場型比較穩(wěn)定。
反射鏡3采用低損耗的良導(dǎo)體金屬材料(如銅、鋁等)制成，鏡片為圓形拋物面。反射鏡的幾何形狀和尺寸可以根據(jù)腔體，燒結(jié)體的大小改變。反射鏡在腔體內(nèi)的位置可以通過螺旋升降軸2調(diào)節(jié)。通過改變反射鏡的幾何形狀、尺寸和位置，可定向調(diào)整腔內(nèi)各點的微波場分布和強度，以適應(yīng)較大尺寸陶瓷材料制品的微波燒結(jié)。
實施例多模腔體為∮380mm×380mm的圓柱體金屬，反射鏡3的鏡面為∮＝100mm的圓形拋物面，傾角為45°。采用2.45GHZ、1.5KW微波源輸入，燒結(jié)∮80mm×10mm的Sic陶瓷材料，用紅外輻射計測溫。啟動微波源后，在十分鐘內(nèi)溫升至2000℃，然后在該溫度下保溫10min。腔內(nèi)最大微波均勻場從無該反射裝置的原多模腔的∮30可擴至∮100mm左右。燒結(jié)制品密度＞95％，收縮均勻一致，看不到任何裂紋。
權(quán)利要求1.帶定向反射鏡的混合場型微波燒結(jié)腔體，其特征在于在普通多模腔體5內(nèi)增設(shè)一微波定向反射鏡3、反射鏡3由升降軸2懸吊在腔體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔體，其特征在于反射鏡3采用低損耗的良導(dǎo)體金屬材料(如銅、鋁)制成，鏡片為圓形拋物面。
專利摘要帶定向反射鏡的混合場型微波燒結(jié)腔體，它是在普通多模腔體內(nèi)增設(shè)一微波定向反射鏡，反射鏡在腔內(nèi)的位置及角度由螺旋升降軸控制。腔體內(nèi)增設(shè)反射鏡，通過微波聚焦場與駐波場的合成與迭加，擴大了腔內(nèi)微波均勻場區(qū)，實現(xiàn)對較大尺寸陶瓷材料制品的微波燒結(jié)。燒結(jié)后的制品密度＞95％，收縮均勻一致，無裂紋。
文檔編號F27B5/00GK2080157SQ9022433
公開日1991年7月3日 申請日期1990年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月20日
發(fā)明者程吉平, 劉先鈞, 邱進宇, 萬章國, 周健, 葉能 申請人:武漢工業(yè)大學(xué)