1  引言
   微波燒結是一種利用微波加熱來對材料進行燒結的方法哪。材料的微波燒結開始于20世紀6o年代中期,Tin．ga．W．R首先提出了陶瓷材料的微波燒結；到2O世紀7O年代中期．法國的Badot和erteand開始對微波燒結技術進行系統(tǒng)研究。微波燒結以其特有的節(jié)能、省時的優(yōu)點，得到了發(fā)達國家政府、工業(yè)界、學術界的廣泛重視，我國也于1988年將其納入“863計劃”。在此期間．主要探索和研究了微波理論．微波燒結裝置系統(tǒng)優(yōu)化設計和材料燒結工藝，材料介電參數(shù)測試．材料與微波交互作用機制以及電磁場和溫度場計算機數(shù)值模擬等，燒結了許多不同類型的材料。而在國外．微波燒結也已進入產業(yè)化階段．其中美國已具有生產微波連續(xù)燒結設備的能力，其對象主要針對硬質合金。因此，中國在燒結爐的應用方面也正需要進一步努力以迎頭趕上這次技術革命。
   2微波燒結的工作原理
   微波燒結是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結構耦合而產生熱量，材料的在電磁場中的介質損耗使其材料整體加熱至燒結溫度而實現(xiàn)致密化的方法。微波燒結原理與目前的常規(guī)燒結工藝有著本質區(qū)別。由于材料可內外均勻地整體吸收微波能并被加熱，使得處于微波場中的被燒結物內部的熱梯度和熱流方向與常規(guī)燒結時完全不同。微波可以實現(xiàn)快速均勻加熱而不會引起試樣開裂或在試樣內形成熱應力，更重要的是快速燒結可使材料內部形成均勻的細晶結構和較高的致密性，從而改善材料性能。同時，由于材料內部不同組分對微波的吸收程度不同，因此可實現(xiàn)有選擇性燒結，從而制備出具有新型微觀結構和優(yōu)良性能的材料。
   而在微波燒結爐中采用微波發(fā)生器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱源，它與傳統(tǒng)技術相比較．屬于兩種截然不同的加熱方式。微波介質進行加熱，化學原料一旦放入微波電場中．其中的極性分子和非極性分子就引起極化．變成偶分子。按照電場方向定向，由于該電場屬于交變電場，所以偶極子便隨著電場變化而引起旋轉和震動圜．例如頻率為2．45GHz，以每秒24億5千萬次的旋轉和震動．產生了類似于分子之間相互摩擦的效應．從而吸收電場的能量而發(fā)熱．物體本身成為發(fā)熱體。當用傳統(tǒng)方式加熱時．點火引燃總是從樣品表面開始．燃燒從表面向樣品內部傳播*終完成燒結反應。而采用微波輻射時．情況就不同了。由于微波有較強的穿透能力，它能深入到樣品內部．首先使樣品中心溫度迅速升高達到著火點并引發(fā)燃燒合成。燒結波沿徑向從里向外傳播，這就能使整個樣品幾乎是均勻地被加熱，*終完成燒結反應。微波點火引燃在樣品中產生的溫度梯度(dT，dt)比傳統(tǒng)點火方式小得多。換句話說．微波燒結過程中燒結波的傳播要比傳統(tǒng)加熱方式均勻得多。因此對于一些高質量要求的燒結，如陶瓷．硅片等．微波燒結具有重要的研究價值和意義。
   3 微波燒結設備的工業(yè)應用 
    微波燒結設備可用于燒結各種高品質陶瓷、鈷酸鋰、氮化硅、碳化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氫氧化鎂、鋁、鋅、高嶺土、硫酸鈷，草酸鈷、五氧化二釩、磷石膏／石膏等；燒結電子陶瓷器件：PZT壓電陶瓷、壓敏電阻等。
    同時實驗還表明，當試件的壓緊密度高時，傳統(tǒng)加熱方式引發(fā)的燃燒波的傳播速率大大減小，甚至因“自熄”而不能自燃。但是，若采用微波輻照，由于溫度的升高是反應物質本身吸收微波能量的結果，只要微波源不斷地給予能量，樣品溫度將很快達到著火溫度。反應一旦引發(fā)，放出的熱量又促使樣品溫度進一步升高達到燃燒溫度，樣品吸收微波輻射的能力也同時增加，這就保證了反應能夠保持在一個足夠高的溫度下進行．直到反應完全。微波燃燒合成或微波燒結是一個可以控制的過程。這就是說，我們可以根據(jù)對產品性質的要求，通過對一系列參數(shù)的調整，人為地控制燃燒波的傳播。這是微波燃燒合成較之于傳統(tǒng)技術的一個顯著的優(yōu)點。微波功率的調節(jié)，可以是直接采用可調功率的微波源來控制樣品對微波能量的吸收(或耗散)。
   4 結論和展望
   微波燒結技術的推廣應用既有利于大幅度降低材料燒結成本．也會促進新型材料的工業(yè)化應用。而且微波燒結技術的應用范圍涉及硬質合金、工程陶瓷、磁性材料、納米材料等．在21世紀有望發(fā)展成為規(guī)模巨大的新興產業(yè)。可以推測．隨著微波燒結設備的工業(yè)化推廣與發(fā)展，微波燒結技術的產業(yè)化高潮即將到來。