微波是指介于高頻與遠(yuǎn)紅外線之間的電磁波,波長(zhǎng)為O.001—1m,頻率為300-300000MHz。微波干燥是用微波照射濕坯體,電磁場(chǎng)方向和大小隨時(shí)間作周期性變化使坯體內(nèi)極性水分子隨著交變的高頻電場(chǎng)變化,使分子產(chǎn)生劇烈的轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)生摩擦轉(zhuǎn)化為熱能,達(dá)到坯體整體均勻升溫、干燥的目的[2、3、4]。微波的穿透能力比遠(yuǎn)紅外線大得多,而且頻率越小,微波的半功率深度越大。微波干燥的特點(diǎn):
(1)均勻快速,這是微波干燥的主要特點(diǎn)。由于微波具有較大的穿透能力,加熱時(shí)可使介質(zhì)內(nèi)部直接產(chǎn)生熱量。不管坯體的形狀如何復(fù)雜,加熱也是均勻快速的,這使得坯體脫水快,脫模均勻,變形小,不易產(chǎn)生裂紋。
(2)具有選擇性,微波加熱與物質(zhì)的本身性質(zhì)有關(guān)、在一定頻率的微波場(chǎng)中,水由于其介質(zhì)損耗比其它物料大,故水分比其它干物料的吸熱量大得多;同時(shí)由于微波加熱是表里同時(shí)進(jìn)行,內(nèi)部水份可以很快地被加熱并直接蒸發(fā)出來(lái),這樣陶瓷坯體可以在很短的時(shí)間內(nèi)經(jīng)加熱而脫模。
(3)熱效率高、反應(yīng)靈敏,由于熱量直接來(lái)自于干燥物料內(nèi)部,熱量在周圍介質(zhì)中的損耗極少,加上微波加熱腔本身不吸熱,不吸收微波,全部發(fā)射作用于坯體,熱效率高。
微波加熱設(shè)備主要由直流電源、微波管、連接波導(dǎo)、加熱器及冷卻系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成微波加熱器按照加熱物和微波場(chǎng)作用的形式可分為駐波場(chǎng)諧振加熱器、行波場(chǎng)波導(dǎo)加熱器、輻射型加熱器、慢波型加熱器等幾大類。
1.微波干燥在日用陶瓷中應(yīng)用
湖南國(guó)光瓷業(yè)集團(tuán)股份有限公司,根據(jù)日用陶瓷的工藝特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一條日用陶瓷快速脫水干燥線用于生產(chǎn)中,實(shí)踐證明,與傳統(tǒng)鏈?zhǔn)礁稍锞相比,成坯率提高10%以上,脫石膏模時(shí)間從35~45分鐘縮短到5~8分鐘,使用模具數(shù)量由400~500件下降致100~120件,微波干燥線所占地面積小,生產(chǎn)無(wú)污染.其效率式鏈?zhǔn)礁稍锏?.5倍,除了可大量節(jié)約石膏模具外,與二次快速干燥線配合使用,對(duì)于10.5寸平盤總干燥成本可下降350元/萬(wàn)件[5]。
2.微波干燥在電瓷中的應(yīng)用
遼寧撫順石油化工公司,李春原對(duì)電瓷干燥工藝采用微波加熱干燥技術(shù)、重量鑒讀控制技術(shù)、紅外測(cè)溫鑒讀控制技術(shù),對(duì)復(fù)雜形狀的電瓷進(jìn)行干燥,與常規(guī)蒸汽干燥方法相比較,可提高生產(chǎn)率24~30倍,提高成品率15%~35%,相同產(chǎn)量占地面積僅是現(xiàn)有工藝的二十分之一左右,可大幅度地提高經(jīng)濟(jì)效益。這對(duì)建筑衛(wèi)生陶瓷、墻地磚等一些異型產(chǎn)品的干燥可提供借鑒。
3.多孔陶瓷的干燥多孔陶瓷由于具有機(jī)械強(qiáng)度高、易于再生、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐熱性好、孔道分布均勻等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景,并被廣泛應(yīng)用于化工。環(huán)保、能源、冶金、電子、石油、冶煉、紡織、制藥、食品機(jī)械、水泥等領(lǐng)域。作為吸聲材料敏感元件和人工骨、齒根等材料也越來(lái)越受到人們的重視。由于多孔材料成型時(shí)含水分較多,孔隙多,且坯體內(nèi)孔壁特別薄,用傳統(tǒng)的方法因加熱不均勻,極難干燥,加之這些多孔材料導(dǎo)熱系數(shù)差,其干燥過(guò)程要求特別嚴(yán)格,特別是用于環(huán)保汽車等方面的蜂窩陶瓷,干燥過(guò)程控制不好,易變形,影響孔隙率及比表面積。微波干燥技術(shù)已成功地應(yīng)用于多孔陶瓷的干燥,其能很容易地把坯體的水分從18%~25%降低到3%一下,降水率達(dá)到0.7~1.5kg,大大縮短干燥時(shí)間、提高成品率。我們亦把微波干燥應(yīng)用于劈開磚的溫坯干燥,效果亦非常明顯。