915 MHz 氧化铝微波烧结：建模、过程控制与微观结构分布
化学物理
2020-12-23 v1
摘要
微波能可用于材料加工，因其可提供高加热速率和均匀的温度场分布。这些特性部分源于微波在介电材料中的大穿透深度，在室温下，大多数介电材料中为几厘米。然而，迄今为止，该技术尚未广泛应用于高温材料加工（>1200{\textdegree}C），因为其可重复性和烧结大尺寸样品（>30 cm 3）的能力仍有待提高。在此背景下，本文描述了一种经验设计的由 SiC susceptors 和耐火隔热材料构成的 915 MHz 单模腔体，以及该过程的 3D 建模，以增进对其理解。为更好地理解这些参数如何影响场均匀性和过程稳定性，对不同的 susceptors 几何形状和耦合缝位置进行了数值测试。研究发现，将 susceptors 的最大表面平行于电场放置可实现非常均匀且混合的加热，同时避免等离子体或热不稳定性。这与 3D 建模结果相关联。最后，借助全自动化系统，该装置用于烧结大尺寸（约 30 cm 3）低损耗介电氧化铝样品。随后对烧结材料的密度、晶粒尺寸分布和均匀性进行了表征。还讨论了可重复性，证明了过程的效率与可靠性。
引用
@article{arxiv.2012.12090,
title = {Microwave Sintering of Alumina at 915 MHz: Modeling, Process Control, and Microstructure Distribution},
author = {Sylvain Marinel and Charles Manière and Anthony Bilot and Christelle Bilot and Christelle Harnois and Guillaume Riquet and François Valdivieso and Christophe Meunier and Christophe Coureau and François Barthélemy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12090},
year = {2020}
}