专利名称：带定向反射镜的混合场型微波烧结腔体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合场型微波烧结炉腔体类。
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成功烧结材料的关键。目前的微波烧结腔体有单模谐振腔和多模腔两种。单模腔具有场分布简单、稳定、易于调整和控制等优点，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。但实际上多模腔体腔内的“热区”分布总是不均匀的，有时差别还相当大，这是由于其所用的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环点的存在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)来实现整个腔内的场强均匀化。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在普通多模腔体内增设一定向反射会聚装置，使腔内的微波聚焦场与驻波场合成与迭加，形成较大的微波场均匀区，以实现对较大尺寸的陶瓷材料的微波烧结。
本实用新型的目的是以下述方式实现的，在普通多模腔体5内增设一微波定向反射镜3，反射镜3由旋转升降轴2悬吊在腔体内。
附图
为本实用新型结构示意图。图中1－步时马达、4－陶瓷材料、6－陶瓷材料托架、7－微波馈能口、8－腔门。本实用新型在微波烧结腔体5内增设一定向反射镜3，它是利用微波的似光性和微波光学中的单表面和多表面聚焦原理，在多模腔内建立一个微波聚焦场并与原有的驻波场迭加，以扩大腔内均匀场区尺寸。同时将反射镜3设计在谐振状态，不仅仅起反射聚焦的作用，而且形成具有一定增益的二次辐射源，加上相位补偿和定向反射，使聚焦场在合成场中占相当大的比重。经我们测试表明，这种合成场减弱了原多模腔中的似稳模成分，受外界参数(如腔内介质电参量等)的影响较小，场型比较稳定。
反射镜3采用低损耗的良导体金属材料(如铜、铝等)制成，镜片为圆形抛物面。反射镜的几何形状和尺寸可以根据腔体，烧结体的大小改变。反射镜在腔体内的位置可以通过螺旋升降轴2调节。通过改变反射镜的几何形状、尺寸和位置，可定向调整腔内各点的微波场分布和强度，以适应较大尺寸陶瓷材料制品的微波烧结。
实施例多模腔体为∮380mm×380mm的圆柱体金属，反射镜3的镜面为∮＝100mm的圆形抛物面，倾角为45°。采用2.45GHZ、1.5KW微波源输入，烧结∮80mm×10mm的Sic陶瓷材料，用红外辐射计测温。启动微波源后，在十分钟内温升至2000℃，然后在该温度下保温10min。腔内最大微波均匀场从无该反射装置的原多模腔的∮30可扩至∮100mm左右。烧结制品密度＞95％，收缩均匀一致，看不到任何裂纹。
权利要求1.带定向反射镜的混合场型微波烧结腔体，其特征在于在普通多模腔体5内增设一微波定向反射镜3、反射镜3由升降轴2悬吊在腔体内。
2.根据权利要求1所述的腔体，其特征在于反射镜3采用低损耗的良导体金属材料(如铜、铝)制成，镜片为圆形抛物面。
专利摘要带定向反射镜的混合场型微波烧结腔体，它是在普通多模腔体内增设一微波定向反射镜，反射镜在腔内的位置及角度由螺旋升降轴控制。腔体内增设反射镜，通过微波聚焦场与驻波场的合成与迭加，扩大了腔内微波均匀场区，实现对较大尺寸陶瓷材料制品的微波烧结。烧结后的制品密度＞95％，收缩均匀一致，无裂纹。
文档编号F27B5/00GK2080157SQ9022433
公开日1991年7月3日 申请日期1990年11月20日 优先权日1990年11月20日
发明者程吉平, 刘先钧, 邱进宇, 万章国, 周健, 叶能 申请人:武汉工业大学