浅析微波烧结的研究进展.docx

微波烧结的研究进展摘要：微波烧结是一种新型的利用微波加热来对材料进行烧结的方法它是一种快速制备高质量新型材料和使传统材料具有新的性能的技术手段。本文重点介绍了微波烧结的发展史在陶瓷材料方面的研究进展和应用并对微波烧结的发展趋势进行了展望。关键词：微波烧结；陶瓷材料；研究进展；应用TheResearchDevelopmentofMicrowaveSinteringAbstract:Themicrowavesinteringisanewmethodbyusingmicrowaveheatingcarriesonthesinteringtothematerialsitisatechnologicalmeanstopreparethehighqualitynewmaterialsquicklyandenablethetraditionalmaterialstohavethenewperformance.Thisarticlehighlyintroducedthehistoryofmicrowavesinteringtheresearchdevelopmentandapplicationsofitinceramicmaterial.Atlastthedevelopmenttrendwaspredicted.Keywords:microwavesintering;ceramicmaterial;researchdevelopment;applications前言建立在现代工业基础上的文明有赖于特殊材料的应用传统的粉末冶金材料和新兴的各种陶瓷材料是现代工业生产所不可缺少的基础而烧结技术往往是决定粉末冶金制品和陶瓷制品性能的重要环节[1]。微波烧结是一种利用微波加热对材料进行烧结的方法材料的微波烧结开始于20世纪60年代中期。Tinga·W·R[2]首先提出了陶瓷材料的微波烧结；到20世纪70年代中期法国的Badot和Berteand[3]开始对微波烧结技术进行系统研究。20世纪80年代以后各种高性能的陶瓷和金属材料得到广泛应用相应的制备技术也成为人们关注的焦点。微波烧结以其特有的节能、省时的优点得到了美国、日本、加拿大、英国、德国等发达国家的政府、工业界、学术界的广泛重视我国也于1988年将其纳入“863计划”。在此期间主要探索和研究了微波理论微波烧结装置系统优化设计和材料烧结工艺材料介电参数测试材料与微波交互作用机制以及电磁场和温度场计算机数值模拟等烧结了许多不同类型的材料。90年代后期微波烧结已进入产业化阶段美国、加拿大、德国等发达国家开始小批量生产陶瓷产品[4-6]。目前在国外微波烧结已进入产业化阶段我国在微波烧结的应用方面也应加大研究力度。微波烧结研究进展随着科学技术的发展材料需要在比较苛刻的环境下使用。工业上的应用对材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能要求也越来越严格。陶瓷材料具有优良的高强度、高硬度、高耐磨性和耐蚀性以及低膨胀系数和质量轻等金属材料难以匹敌的特点广泛应用于各种材料科学领域。尤其是随着各种透明陶瓷、金属陶瓷、导电陶瓷等的开发应用使得陶瓷材料发挥着越来越重要的作用。应用微波加热技术进行陶瓷材料的烧结是一种理想的选择各先进国家在陶瓷的微波烧结方面均做了大量研究工作并取得了不少有益的进展[78]。微波烧结氧化物陶瓷1）金属氧化物陶瓷国内外研究者至今几乎对所有的氧化物陶瓷材料进行了微波烧结研究。较为成功的有Al2O3、ZrO2、ZnO、MgO、SiO2及其复合材料等[9]。李磊[10]等采用微波烧结制备ZnO陶瓷结果表明微波烧结工艺不仅可显著提高ZnO压敏电阻的致密度而且能够改善材料的微观结构和电性能。微波工艺的烧结周期仅是传统工艺的1/10~1/8。王晓平[11]采用微波烧结在常压、纯氧气氛条件下制备了ITO陶瓷。通过XRD、SEM和金相分析等方法研究了烧结温度和保温时间对ITO陶瓷相对密度的影响。结果表明微波烧结具有升温速度快、保温时间短的优点大幅缩短了ITO陶瓷的烧结周期。1550℃微波烧结并保温20min的ITO陶瓷相对密度达到了99.5%晶粒大小均匀结构紧密没有单相析出晶粒尺寸为3~8μm。2）复合氧化物陶瓷l9世纪60年代首先制备出了透明氧化铝陶瓷。用传统方法烧结出来的多晶陶瓷由于存在着晶界、第二相和气孔等结构而极大地影响了其光学性能。而在微波烧结中获得了致密度高、晶粒结构均匀的多晶材料使得由于气孔和晶界造成的对光线的散射大幅度降低提高了多晶陶瓷的透光性因此采用微波烧结的方法比常规烧结更容易制备出透明陶瓷。微波烧结温度场均匀、热应力小适宜于快速烧结因而可