[实用新型]一种连续微波烧结炉

说明书

本实用新型涉及微波烧结陶瓷技术，特别提供了一种可连续进行陶瓷烧结的微波加热装置。

陶瓷，以其优异的力学、化学和多种独特的物理性能，成为现代材料工业的一个重要组成部分，广泛应用于国民经济和国防的各个领域。与常规烧结技术相比，微波烧结工艺能大幅度降低陶瓷的烧结温度、缩短烧结时间、提高成品率、均匀细化陶瓷显微组织、提高材料性能、降低能耗等优势。九十年代中期非连续的微波烧结装置已实现了商业化。但是由于已有的微波烧结装置不能像常规窑炉一样进行连续生产，再加上大功率微波加热装置的一次性投入较大，使得微波烧结装置至今未能在工业生产中得到大规模的应用。

本实用新型的目的在于提供一种可以像常规窑炉一样进行陶瓷的连续烧结的装置，通过微波与常规电加热技术的复合，使得整个装置既能充分发挥微波烧结陶瓷的省时、节能等特点，又能提高对微波能量的利用率，降低整套装置的成本，具有高效、低成本的特点，除适用于高性能陶瓷件的烧结外，还可用于陶瓷件的焊接、热处理、高纯超细陶瓷及金属粉体的合成、催化剂的制备与活化、废弃物的解毒再生、以及高分子材料的合成与改性。

本实用新型提供了一种连续微波烧结炉，其特征在于：该微波烧结炉依次由常规电加热窑炉预热段(1)、微波加热段(2)、常规电加热控温冷却段(3)组成；在微波加热段(2)窑炉炉体的底部接有一微波加热腔(21)，微波加热腔(21)中置有一水平旋转垂直移动的传动机构(22)，传动机构(22)上置有托盘(23)；与微波加热腔(21)相对应微波加热段(2)窑炉炉体的上方设有一空腔，空腔内容纳多模介质谐振器(24)；微波加热腔(21)与常规电加热窑炉炉体之间采用由耐高温、导电、抗氧化材料制作的微波密封插门(4)。

本实用新型通过密封结构(3)将微波加热腔(2)中的微波能量进行有效的密封，避免微波能量向常规加热电窑中泄露。

常规电加热窑炉预热段(1)的作用是将待烧结的陶瓷件预先加热，一方面可以降低整个烧结过程中对微波能量的需求，另一方面由于有一些陶瓷如氧化铝、氧化锆等在低温条件下介电损耗较小，对微波的吸收性能差，微波难以对这些陶瓷进行快速加热，采用常规电加热将这类陶瓷预先加热到其具有较好的微波吸收性能的温度区间后再利用微波进行高温快速烧结，有利于充分发挥微波烧结的优点。由于常规电加热速度较慢，与微波加热腔相连时，为了使两个加热系统在同一时间内具有相同的陶瓷处理能力可以采用两条或多条常规电加热窑炉与一个微波加热腔体连接，也可以将常规加热窑炉的炉体延长。

本实用新型中所述微波加热段(2)系由微波馈能结构、微波多模谐振加热腔(21)、微波介质多模谐振结构(24)以及使样品旋转移动的机构(22)组成。微波多模谐振加热腔(21)是一个长方体的腔体，由无磁不锈钢制成，馈能结构采用2*2微波天线馈能，为了提高陶瓷样品加热的均匀性，除采用介质多模谐振保温结构(24)外，在陶瓷样品烧结过程中使陶瓷样品不断旋转，从而使样品均匀加热。

微波密封结构(4)采用压板结构，位于微波加热腔的上盖板上，与常规加热窑炉相连部分。其主要功能是将微波加热腔中的微波封闭起来，避免微波向常规的电加热窑炉中泄露，所用材料可以是耐热不锈钢、高温合金、导电耐高温陶瓷(如碳化硅、碳化钛、铬酸镧)等。微波加热腔(21)的上盖板采用10-20毫米的耐热不锈钢制成，盖板中心是一个比从常规窑炉到微波烧结腔之间样品的传送通道大的矩形孔，在上盖的两边是两个用于限位的轨道，密封板通过该轨道进行定向滑动。在限位轨道上有四个限位槽，当密封板沿轨道滑动时，固定在滑板两端的四个轴承坐在轨道上的四个限位槽里，同时密封板向下压在微波烧结腔的上盖板上，从而实现电磁密封。

介质多模谐振保温器(24)的工作原理是通过多层具有不同介电常数的介质材料组成一个封闭空间，当微波辐射进入该空间后，形成微波的全反射，从而将微波有效封闭在该空间中，达到提高烧结空间的电磁场的能量密度和被烧结件的均匀、快速升温能力的目的。介质多模谐振保温器使用三层介质材料套装在一起。一般地，内层和外层的介电常数比中间层的介电常数大，同时所有材料的介电损耗应较小，以避免保温材料过分吸收微波，影响陶瓷样品的升温。