[发明专利]用微波能量加热材料的工艺

说明书

本发明涉及到用微波能量加热材料（最好是绝缘陶瓷材料）的工艺。本发明特别涉及由与微波不能很好耦合的材料制备热处理物体的工艺，虽然如此在加热步骤中还是使用微波。

因为使用微波能量加热既迅速而且经济，在工业生产中的应用日益广泛。然而许多材料不是透过微波就是耦合效率很低，因此不能用微波能直接加热这些材料。在这些情况下有时使用微波感受器，就能利用微波加热这些材料。微波感受器是能与微波很好的耦合而且当用微波照射时即能发热的材料。如果将感受器靠紧不敏感材料放置，则后者通过传导和辐射被加热。

尽管此工艺在许多情况下是可行的，但当产品的纯度要求很高时，此工艺是不适用的，例如电子工业中使用的烧结陶瓷体。如果此感受器直接混合进材料中，在热处理完成后它仍然残留在材料中。换言之，如果感受器以环绕物体的基底的形式使用，则此感受器污染物体的表面，在某些情况下还能透入其内部。这可从下面将要讨论的现有技术资料中看出。

1979年4月3日公开的Nishitani的4，147，911号美国专利披露了一种绝缘材料与按重量计的0.05-10%的金属粉末或其它感受器相混合，从而对物体可以采用微波加热和烧结的方法。所获得的产品被感受器污染的问题，在此专利中也已提到（见第3栏第64行～第4栏第4行），但其所建议的解决方案仅仅是：“仔细试验所加物质的数量，粒子尺寸和物质的质量”。

1980年8月26日公开的Sotton等人的4，219，361号美国专利也涉及到对不敏感材料使用感受器，这时感受器可以通过在进行微波加热步骤之前的反应在原处形成。而产品的污染依然存在。

1971年6月15日公开的Levinson的3，585，258号美国专利也讨论了在被热处理的陶瓷体中或陶瓷体周围使用感受器的问题，而具有感受器的最终产品仍有污染。

因此，需要有一种无须感受器就能用微波加热而又不使最终产品被不希望的材料污染的工艺方法，本发明的任务就是提供这样一种工艺方法。

按照本发明提供了一种加工所要求材料的热处理体的方法该材料是由与微波耦合不良的物质组成。所说的工艺方法包括：使微波感受器与所说的物质接触;用微波照射感受器以加热此感受器从而使所说的物质加热;其中所说的物质（假定它与所说的所要求的材料不同）和所说的感受器（假定它与所说的所要求的材料不同）是一些混合物，它们在加热过程中至少部分地转变为不污染所说物体的产品。

按照本发明的另一个任务，提供了一种使由与微波耦合不良的物质组成的两物体结合的方法，即使两物体接触：用微波感受器环绕所形成的接触区域，用微波照射此感受器以加热和接合该物体，改进至少包括应用所说的感受器的一部分，包括在所说的加热过程中至少部分地转变为产品，该产品基本上与所说的物质相同，以便减少所说物体被所说的感受器的污染。

术语“微波偶合不良材料”，我们的意思是指那种材料在环境温度下受到微波照射时，用所有的或某确定的方法都不能加热到相适应的高温。

术语“感受器”是指一种材料，此材料能与微波良好地耦合，以致于它能被升高到被热处理的材料所要求的温度。

下面将对本发明及其优选实施例进行更详细地说明。

在以下讨论中将参照用以实现本发明一种情况的优选结构设备的剖面图。

本发明所用的感受器可与被热处理的非感受器混合，或者用以形成环绕被热处理的非感受器物体的粉末基底。当感受器与非感受器混合时，其工艺过程如下所述。将感受器和非感受器制成粉末状并充分地混合在一起，将所得到的混合物压成所要求的形状的物体，然后将此物体用微波进行加热和烧结。感受器相对非感受器的比率取决于某些因素，例如，感受器的热效率，辐射到物体的微波功率等等。在本发明的结构中，感受器用来环绕非感受器材料构成的物体，要用足够的感受器以达到所要求的热效应，并且物体最好完全嵌置在感受器中。

如果所要求的物体中或在物体的周围的感受器相对非感受器的比率在物体的不同部分能够改变，以便在物体的不同位置产生不同的加热特性或者相反，以避免如果物体成形不均匀时造成的不均匀加热。

本发明中用以产生热的微波设备可以是很普通的，通常包括磁控管和谐振腔。把被烧结的物体用任何适当的装置夹持在谐振腔中的适当的位置上。如果感受器不以被加热物体基底形式应用，可用绝缘粉末为基底。则物体和基底可被固定在由透过微波的材料、如石英、制成的适当的容器中。

所要求的加热工艺过程可以同时对被烧结的物体加压，例如均衡地加压，以形成密实地成形产品。