[发明专利]微波加热板和加热腔及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于微波加热技术领域，尤其涉及一种微波加热板和加热腔及其制作方法。

背景技术

目前，微波能作为一种新型的热源形式，已经越来越多的应用于加热领域，例如：食品、 造纸、木材、烧结等等。实际加热应用的微波通常是频率为915MHz和2450MHz的电磁波。 微波加热的简单原理是其交变电磁场的极化作用使材料内部的自由电荷重新排布及偶极子的 反复调旋，从而产生强大的振动和摩擦，在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内 的热能，导致介质温度升高，因此微波加热是介质材料自身损耗电磁场能量而自身发热，它 不需要由表及里的热传导，因此微波加热是内加热。

然而，物质吸收微波能的本领与该物质的复介电常数有关，即损耗因子越大，吸收微波 的能力越强，因此微波加热具有强烈的选择性，即：微波适合于加热微波吸收材料，如：SiC、 碳、铁氧体、水、AlN、部分半导体陶瓷和金属陶瓷、金属微粉，等等，而微波则不能直接 加热块状的金属材料，因为金属反射微波；微波也难于加热很多绝缘体材料，例如：玻璃、 塑料(如：聚乙烯、聚苯乙烯等)、石英及部分陶瓷材料，因为这些材料对微波是“透明的”， 它们不吸收或者较少的吸收微波能量；微波更难于加热大部分的气体和液体，因为它们对微 波的“透明度”更高，因此对于这些材料微波的加热效率会很低。

传统的加热方式一般是通过发热元件电阻丝、或硅碳棒、或硅钼棒发热，然后再通过热 传递来间接加热物料，故属于外加热，这种加热方式对待加热的物料一般没有选择性，但是 存在如下不足：(1)发热元件的发热面积小、热效率低、加热速度慢、加热均匀性差；(2) 电阻丝、硅碳棒和硅钼棒等容易发生折断，故使用寿命比较低；(3)加热腔为固定形式，难 于更换，因此当加热小尺寸物料时会遇到加热腔尺寸太大的问题，即：大马拉小车，从而造 成能源浪费。

发明内容

本发明的目的是克服上述微波加热方式和传统加热方式的技术不足，提供一种微波加热 板和加热腔及其制作方法。将本发明所述的微波加热板或微波加热腔用作发热体，其优点是 结构简单，制造成本低，寿命长，发热面积大，热效率高，加热均匀，便于维护和更换。本 发明属非接触性加热安全性好，微波加热腔可以加热包括金属材料在内的任何材料，可实现 超快速(升温速度可达500℃/分以上)和超高温加热，而且可根据待加热物料的尺寸来选择 更换使用不同尺寸的加热腔，因此节能效果极为突出，经济效益显著，可用于高、中、低温 的实验室加热和大规模工业加热。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：本发明所述的一种微波加热板和加热腔， 由微波吸收发热组分、透波性好的陶瓷纤维、无机粘结剂、有机粘结剂和添加剂组成，其特 征是：微波吸收发热组分、陶瓷纤维、无机粘结剂、有机粘结剂和添加剂的重量比为：40～80∶ 10～50∶7～30∶0～1.5∶1～15，但是五者总的重量百分比为100％。微波吸收发热组分可以采用 不同适用温度且能够高效吸收微波并发热的SiC粉、石墨粉、CuO粉、Fe₃O₄粉、AlN粉和 金属微粉中的一种或一种以上的混合物；陶瓷纤维可以采用不同耐温等级的微波穿透性好的 硅酸铝纤维、石英纤维、高铝硅酸纤维、含铬(Cr₂O₃)硅酸铝纤维、含锆(ZrO₂)硅酸铝纤 维、多晶莫来石纤维或多晶氧化铝纤维；无机粘结剂是硅酸钠、硅溶胶、铝溶胶和不同耐温 等级的商品化高温胶(泥)中的一种或一种以上的混合物；有机粘结剂是聚丙烯酰胺或羧甲 基纤维素中的一种或两者的混合物；添加剂是硅微粉、粘土微粉、石英粉和硅石粉中的一种 或一种以上的混合物。

上述微波加热板和加热腔的制作方法是：以微波吸收发热组分和陶瓷纤维作为基材，加 入无机粘结剂、有机粘结剂、添加剂和水，进行充分搅拌混合制浆，然后采用机械挤压模具 成型法或手工模具成型法生产出所需尺寸和形状的微波加热板和微波加热腔——即：湿坯， 然后将微波加热板湿坯和微波加热腔湿坯在100～200℃下进行干燥脱水处理，随后在800℃以 上进行预烧处理即可获得本发明所述的微波加热板和加热腔成品。