Mikrodalga sinterleme fırınının tasarımı

Mikrodalga ısıtma fırını esas olarak izleme sistemi, kontrol sistemi, yalıtım kutusu, mikrodalga jeneratörü, ısıtma kutusu ve gaz depolama tankından oluşur.Isıtma kutusu paslanmaz çelik ayna plakasından yapılmıştır.Isıtma kutusunun soğutulmasını sağlamak için sandviçte iki kat paslanmaz çelik plaka arasında soğutma suyu akabilir.

1. Seramik malzemelerin mikrodalga sinterlenmesi prensibi

Malzemelerin mikrodalgaya reaksiyonu dört duruma ayrılabilir: mikrodalga yansıması mikrodalga iletimi;mikrodalga emilimi;Mikrodalganın kısmi emilimi.Çoğu metal birinci kategoriye girerken, tüm cam ve seramik malzemeler son üç kategoriye girer.Seramik bir gövde mikrodalga alanına yerleştirildiğinde emilen güç aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

P = (2π fε ) ( E2/ 2) tan δ，Mikrodalga malzemeye nüfuz ettiğinde yoğunluğu nüfuz derinliğiyle birlikte azalır.Malzeme yüzeyinden mikrodalga enerjisinin 1/e'sine kadar zayıflamaya kadar olan mesafe, mikrodalganın nüfuz derinliği Dp olarak tanımlanır:

3λ 0

DP = π tan δ (ε r/ε 0) 1/ 2

8. 686

Burada P, seramik gövde tarafından emilen mikrodalga gücüdür;F frekanstır;ε bileşik dielektrik sabitidir;λ 0 vakumdaki mikrodalganın dalga boyudur;E, elektrik alanının yoğunluğudur;tan δ dielektrik seramiklerin kayıp tanjantıdır;Kayıp tanjantı (kayıp faktörünün dielektrik sabitine oranı) genellikle malzemenin mikrodalgaya bağlanma kabiliyetini ifade etmek için kullanılır. Kayıp tanjantı değeri ne kadar yüksek olursa, malzeme ile mikrodalga arasındaki bağlanma yeteneği o kadar güçlü olur.

2. Mikrodalga yüksek sıcaklık ısıtma fırınının tasarımı

Mikrodalga ısıtma fırını esas olarak izleme sistemi, kontrol sistemi, yalıtım kutusu, mikrodalga jeneratörü, ısıtma kutusu ve gaz depolama tankından oluşur.Isıtma kutusu paslanmaz çelik ayna plakasından yapılmıştır.Isıtma kutusunun soğutulmasını sağlamak için sandviçte iki kat paslanmaz çelik plaka arasında soğutma suyu akabilir.Kullandığımız sıcaklık sensörü Amerikan leitai firmasının RAYR3I1MSCL2U kızılötesi termometresidir.Kontrol sistemi manuel kontrolü ve otomatik kontrolü gerçekleştirebilir.Mikrodalga fırın kapısının mikrodalga ısıtma fırını kapağından kapanması ve boşluk arasındaki boşluklardan sızmasını önlemek için, işleme ve imalatta ısıtma fırını kapısının yanı sıra yüksek boyutsal hassasiyet ve montaj hassasiyetini sağlamak için, Kısma oluğu yapısının etrafına monte edilen mikrodalga fırın kapısı, bu yapı mikrodalga sızıntısını etkili bir şekilde azaltabilir.Mikrodalga jeneratörünün seçimi, saha tasarımı ve yalıtımı,sinterleme fırınıtasarım.

3. Mikrodalga jeneratörü seçimi

Mikrodalga ısıtma cihazlarında genel olarak Mag netron, Klystron ve Gyrotron seçilir.Mikrodalga sinterleme ekipmanının “kalbi” olduğundan, seçimi tüm ekipmanın performansını ve maliyetini doğrudan etkileyecektir.Mikrodalga sinterleme cihazında yaygın olarak kullanılan frekans:

915 MHz, 2,45 GHz, 6 GHz, 28 GHz ve 60 GHz vb. Genel olarak 915 MHz ve 2,45 GHz gibi daha düşük frekanslar için mikrodalga jeneratörü olarak magnetron, hız düzenleyici tüp olarak 6 GHz, daha yüksek frekanslar için ise magnetron seçilebilir. Manyetik bobin olarak 28 GHz ve 60 GHz gibi frekanslar seçilebilir.

Çeşitli mikrodalga jeneratörlerinin frekansı ve gücü arttıkça fiyat oranları ($/Watt) önemli ölçüde artacaktır.Tasarımda yüksek güçlü mikrodalga jeneratörüne ihtiyaç duyulursa, güç süperpozisyonuyla elde etmek için aynı frekansta ve düşük güçlü jeneratörün kullanılması önerilir.

4. Yalıtım yapısının tasarımı

Mikrodalga sinterleme fırınlarında en yaygın kullanılan yalıtım yapısı gömülü toz tipi ve kutu tipidir.Gömülü toz yalıtım yapısı, iyi yalıtım etkisinin avantajlarına sahiptir.Ancak numuneler daha yüksek sıcaklıkta sinterlendiğinde numuneler ile gömülü toz arasında yapışma meydana gelmesi kolaydır.Numuneler sinterlendikten sonra doğrudan temas meydana gelecektir.Ancak bu yapı gömülü toz izolasyon yapısı kadar iyi değildir.İki yalıtım yapısının özelliklerini birleştirerek kutu tipi bir yalıtım yapısı tasarladık.