专利名称：异形非均匀填充微波烧结腔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种异形非均匀填充微波异形烧结腔体类。
微波烧结作为一种新型快速陶瓷烧结技术已得到各国研究者的充分重视和大力研究。微波烧结腔体是微波烧结装备的核心部分，腔体的合理设计、精心制作与正确调整是实现材料的成功烧结的关键。目前的微波烧结腔体有单模谐振腔和多模腔两种。单模腔具有易于控制和调整，场分布简单、稳定等优点，但其加热区太小，只能用于实验室小型试件样品的微波烧结。多模腔体存在热分布。不均匀的缺点，虽其在正确的设计与调整下，通过提高模谱密度和改变分布状态来扩大加热均匀区。但实际上多模腔体内的“热区”分布总是不均匀的，有时差别还相当大，这是由于其所用频率为一般工业用微波频段(0.915GHz与2.45GHz)，腔内可能存在的工作模式总是有限的。不可能完全消除由于节点和腹点的存在而造成场强的不均匀分布。为改善之，目前人们大多采用两种方法一是提高工作频率，如美国的Oka Ridge实验室采用28GHz微波源，并扩大腔体，使腔体尺寸与微波波长之比大于100，形成非谐振腔(实际上是谐振模式个数趋于无限多)来实现整个腔内场分布的均匀性。这种方法的缺点是设备造价高昂，运行费用大。二是采用模式搅拌器，周期地改变腔体工作模式，改善均匀性，但这种作用是有限的，且无法满足微波烧结对温度均匀性的要求。
本实用新型的目的是对普通单模腔进行异形，上下增设截止式预加热通道，腔内非均匀填充保温材料及腔体外部的水冷装置，形成可调的微波均匀区，并实现对一维方向较大尺寸的陶瓷材料的连续化微波烧结。
附图
为本实用新型结构示意图。
图中1-电动马达，2-调节活塞，3-截止式预加热通道，4-保温材料，5-异形单模烧结腔，6-被烧结材料。
为了实现连续化烧结中试样的输运，调整腔内电磁场以便于观测烧结温度，设计时采取了如下措施对标准单模腔进行宽边拉长使之成为异形腔，在异形单模烧结腔5的中部，上下各加装一段截止式预加热通道3，该通道采用铜材料的园形截止波导，利用园波导场强指数衰减的特征，做到既保证试样的输运和预加热，又防止微波泄漏，起到截止式预加热通道的作用。
保温材料4在腔体内非均匀填充，这种保温材料由氧化锆、莫来石和高铝纤维三层耐火材料组成。通过调整填充因子，保证最佳烧结位置正好对准观测孔。经过我们测试，所形成的场区大小可控，且较稳定，可进行φ40mm棒体材料的连续烧结。
同时，在连续化微波烧结过程中，由于烧结时间长，热辐射使腔体表面发热，这与微波能常规应用很不相同。所以在整个烧结腔的外部增设了水冷装置。
在加入被烧结试样之后，腔体内的有效介电常数及损耗均增加，腔体谐振波长变化，我们采用电动马达来驱动调节活塞2来改变腔体长度l的方式以实现在不同负载情况下的谐振。
通过以上设计，从理论上说，该腔体可实施无限长条形的陶瓷材料的微波烧结，这就解决了如何从一维方向扩大微波烧结制品尺寸，从而实现工业化流水线生产这一国际性难题。
实施例异形单模烧结腔腔体尺寸为231×123×(600～700)mm3，截止式预加热通道尺寸为φ60×100mm加φ50×100mm的园波导，保温材料采用氧化锆、莫来石和高铝纤维三层各50mm厚的耐火材料，用光纤红外传感辐射高温计测温，启动微波源后，烧结一根φ40×2400mm氧化铝—莫来石陶瓷实用辊棒仅需3小时，烧结的成品符合行业标准JC413-91(辊道窑用陶瓷辊棒)。
权利要求1.一种异形非均匀填充微波烧结腔，其特征是对普通的烧结腔进行宽边拉长，成为异形单模烧结腔5，在该异形腔顶部的中部的上下各加一段截止式预加热通道3，在异形单模烧结腔5的内部非均匀填充保温材料4。
2.根据权利要求1所述的腔体，其特征在于预加热通道3采用两截铜材料的园形截止波导。
3.根据权利要求1所述的烧结腔，其特征在于非均匀填充保温材料4由氧化锆、莫来石和高铝纤维三层耐火材料组成。
专利摘要异形非均匀填充微波烧结腔，是为了适用于连续化微波烧结而专门设计的一种烧结腔，包括含截止式预加热通道、保温材料的非均匀填充、异形单模烧结腔三部分，在异形单模烧结腔中部，上下各加一段截止式圆波导，利用圆波导中场强指数衰减的特性，做到既保证试样的输运和预加热，又防止微波泄漏；通过保温材料的非均匀填充，调整填充因子，保证最佳烧结位置正好对准观测孔。
文档编号C04B41/00GK2251559SQ95238049
公开日1997年4月9日 申请日期1995年11月17日 优先权日1995年11月17日
发明者程吉平, 万章国, 周健, 邱进宇, 章韵瑾, 董学斌, 陈磊, 汤宇凌, 刘宪钧, 杨海涛 申请人:武汉工业大学