[发明专利]微波烧成方法和微波烧成炉

说明书

技术领域

本发明涉及将精制陶瓷材料等形成的被烧成体利用微波照射而烧成的微波烧成方法和微波烧成炉。

背景技术

以往，利用微波照射对精制陶瓷进行烧成的微波烧成炉已经进入实用。在该微波烧成炉中，在对精制陶瓷材料等形成的被烧成体进行烧成的情形下，只要被烧成体是均匀的物体，原理上，能利用微波照射均匀地加热被烧成体的各部分。不过，在烧成处理初期时，炉内的气氛温度比被烧成体的表面温度低很多。因此，从被烧成体的表面放出热量，其结果是，在被烧成体的中心部与表面之间产生温度梯度，容易产生裂纹。

此外，作为微波照射下的加热特性，在相同物质内，温度越高的部分，则介质损耗越大。即，与温度低的部分相比，温度高的部分的微波吸收效率更高。因此，若一旦产生温度梯度，则微波吸收效率的差进一步加剧，会引起局部加热，继而温度差进一步扩大，促进裂缝的产生。

为解决上述技术问题，提出有下述微波烧成炉，在炉内形成使从被烧成体的内部朝外部的温度梯度变成等温分布的等温隔板，从而抑制被烧成体的温度梯度的发生，降低裂缝的产生。作为该微波烧成炉，已知有采用图18所示结构的产品(例如参照专利文献1)。

如图18所示，该微波烧成炉901包括：划分形成微波空间902的空腔903；经由导波管904a～904d与该空腔903连接，朝空腔903内放射微波的作为微波产生装置的磁控管906a～906d；对放射到空腔903内的微波进行搅拌的微波搅拌装置908a、908b；设置在空腔903内的支架910；以及围住支架910周围的辅助支架911。

空腔903采用至少其内表面将微波反射到微波空间902，从而防止微波朝空腔903外泄漏的结构。

微波搅拌装置908a包括：配置在空腔903内的搅拌翼914a、914c；配置于空腔903外部的驱动电动机916a；以及将驱动电动机916a的旋转传递到搅拌翼914a、914c的旋转传递轴918a。搅拌翼914a、914c以旋转传递轴918a为转轴旋转，从而搅拌空腔903内的气氛。

微波搅拌装置908b包括：配置在空腔903内的搅拌翼914b、914d；配置于空腔903外部的驱动电动机918b；以及将驱动电动机916b的旋转传递到搅拌翼914b、914d的旋转传递轴918b。搅拌翼914b、914d以旋转传递轴918b为转轴旋转，从而搅拌空腔903内的气氛。

支架910是划分形成设置被烧成体921a、921b的烧成室923的构件，作为划分形成烧成室923的隔板，采用外壳板925a和内壳板925b的双重板结构。

外壳板925a由具有绝热性且允许微波透过的材料形成。具体来说，外隔板925a由氧化铝纤维、发泡氧化铝等形成。此外，内壳板925b由在从外部照射来的微波的作用下自己放热、且能使微波的一部分透过而进入烧成室923内的电介质材料形成。作为适用于该内壳板925b的电介质材料，例如能利用在被烧成体921a、921b的烧成温度附近的高温区域，与被烧成体921a、921b同等以上地自己放热的高温区域用放热材料。

辅助支架911是用于将支架910的周围形成绝热空间，抑制因从支架910朝周围的气氛放热引起的温度梯度的发生。辅助支架911由具有绝热性且允许微波透过的氧化铝纤维、发泡氧化铝等绝热材料形成。

如上所述，划分烧成室923的支架910的隔板由内壳板925b和外壳板925a构成，内壳板925b能在照射来的微波的作用下自己放热，且能使微波的一部分透过至烧成室923内，外壳板925a围住内壳板925b的周围，是绝热性材料制的，藉此，与对被烧成体921a、921b的微波加热的进行并行，通过内壳板925b自身的放热使烧成室923内的气氛升温，并利用外壳板925a抑制从烧成室923朝外部放热。

因此，由于被烧成体921a、921b的升温，烧成室923内的气氛被稳定地维持在高温。由此，能抑制从被烧成体921a、921b的表面朝其周围的气氛的放热。其结果是，在被烧成体921a、921b的中心部与表面之间不易产生温度梯度。与之相随，能防止因温度梯度的产生所引起的裂缝的发生，能进行稳定的烧成。

此外，作为抑制该温度梯度产生的结构，提出有等温隔板为双重结构的产品(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本专利特许第3845777号公报

专利文献2：日本专利特许第3799454号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题