微波加热高新材料应用,开辟传统加热新模式
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一、微波加热原理:
利用微波的辐射穿透进入材料介电分子特性,使物体内部的极性分子在微波电磁场作用下,以极高的频率来回摆动、摩擦,从而产生热量。由于微波能深入物体分子内部,能实现内外加热,进而使物体受热更均衡,异于传统加热方式是从表面逐渐传导热能至材料内部,耗时耗能低效。其微波加热优势在于加热速度快,能大大缩短加热时间,提高加热反应效率。受热均匀性好,可避免局部过热或温差不一的情况,保障产品质量。微波加热是直接作用于物体内部,热量损失小,节能效果明显,有利于温控,有利于实现全自动化生产。
二、微波加热不同高新材料的应用
1、微波加热碳复合材料:基于微波在制备C/C - SiC复合材料时,将碳预制体置于微波设备中,通过微波实现对预制体与熔融金属界面反应的控制,避免传统1800℃以上高温导致的界面损伤,提升材料强度,在惰性气氛下,通过调节微波功率与时间,在℃使基体碳沉积、致密化。其特点为加热效比高、均匀性好,可减少热应力;能降低反应温度、缩短周期;还可实现对微观结构调控,提升材料力学、热学性能,在航天等领域优势明显。
2、微波加热金属陶瓷材料:工艺过程为将金属和陶瓷原料混合均匀,压制成型后放入微波烧结炉,设定合适功率和时间,如微波烧结TiC/Ni金属陶瓷,将原料混合成型后放入微波烧结炉,在1200℃下实现完全致密化,相比传统1500℃的高温,可使晶粒尺寸减小,提高硬度,微波直接作用于材料内部,使其快速致密化,且晶粒尺寸减小至1 - 2μm,硬度达HRA92。其特点在于加热速度快、效比高,能实现材料的整体均匀加热,细化晶粒,提升硬度和韧性,且相比传统工艺,能耗还低,生产周期更短 。
3、微波加热固体氧化物燃料电池:将制备好的电池组件置于微波设备中,设定合适功率与时间,实现快速升温烧结 。对YSZ电解质膜进行微波辅助烧结,将膜材料置于微波场中,在1350℃下可实现晶粒定向生长,提升离子电导率,解决传统烧结的晶粒团聚问题。其特点在于加热效比高、速度快,能使材料内部均匀受热,促进晶粒定向生长,提升电解质膜离子电导率;降低能耗,相比传统加热方式,可减少因热应力导致的电池结构缺陷,提高电池性能与稳定性。
4、微波加热新能源电池:对锂电池极片涂布后,利用微波设备直接作用于极片,快速穿透加热。微波加热可有效弥补烘箱局部低温区域,更好地控制水分含量,降低因干燥不足而析出金属锂的风险,能满足纳米涂层材料快速固化的需求,增强涂层与基材之间的结合力。该工艺具有加热速度快、效比高,能实现均匀加热,避免局部过热或干燥不足,有效提升极片质量,降低因干燥问题导致的电池安全风险等特点,明显提高新能源电池生产质量与效率 。
5、微波加热纳米涂层:先将基体表面预处理,再涂覆纳米涂层材料,随后放入微波设备中,通过调控微波功率、频率和加热时间,使涂层快速固化,利用微波加热,能使具有特殊分子结构的材料快速固化,增强涂层与基材之间的结合力,大幅缩短生产周期。该工艺具有加热速度快、效比高,可实现纳米级均匀加热,能增强涂层与基体结合力,且能耗低、绿色环保等特点,有效提升涂层性能与质量。
三、微波加热高新材料主要优点:
其一,加热效比高,通过材料对微波的吸收实现体加热,可快速升温至所需温度,相比传统加热方式节省大量时间;
其二,均匀性好,能避免局部过热或过冷现象,使材料受热均匀,提升产品质量和性能;
其三,降低能耗,无需加热环境介质,减少能量损耗,更符合绿色生产理念;
其四,促进材料改性,独特的非热效应可激发材料活性,利于生成新型结构,为制备高性能、特殊功能的高新材料提供可能,推动材料科学的发展与创新 。
四、中晟微波加热系列设备介绍
湖南中晟热能科技有限公司成立于2011年,注册资金1280万元,主要致力于微波热能技术的研发、应用及微波技术装备的设计、制造、销售。生产研发工业微波窑炉:微波干燥设备,微波烘干系统,微波箱式烘干房,微波带式干燥线,微波多功能实验炉,微波马弗炉,微波真空实验炉,微波热裂解实验设备,微波高温辊道窑,微波高温推板窑,微波回转窑,微波隧道窑,微波竖式窑,微波转底炉,微波环形窑,微波钟罩窑,微波裂解窑,微波电热混合窑等系列工业窑炉装备制造厂。
中晟热能微波加热设备发展标志历程:
中晟热能一直深耕微波高温领域技术,专业专注铸就行业新地位!
2011年公司注册成立,同年底国内首台微波/电混合加热高温辊道窑、微波高温推板窑调试成功。
2012年工业微波/电混合高温加热技术入选国家发改委《重点节能技术推广目录》第五批。
2013年RWEG微波(电热)高温辊道窑认定为湖南省首台套重大技术装备。并首此认定为湖南省“高新技术企业”
2018年首此成功中标千W级单台微波节能技术装备项目。同年攻客解决长度不足一米的超小型微波工业设备微波泄露问题。
2019年我司叶腊石-零部件烘干自动化生产设备认定为湖南省首台套重大技术装备,并荣获湖南省“小巨人企业”
2021年我司与清华大学开展产学研合作,得到国际前沿大学的认可。
2022年年处理万吨级工业废盐微波热裂解项目工程正式启动。
2023年年产130万吨菱铁矿微波磁化焙烧项目成功签约。并荣获湖南省“专精特新中小企业”
五、服务事项:小量试样/技术交流/参访/设备订购
欢迎各位客户前来参观交流,有需要的朋友预约。
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工厂地址:湖南省岳阳市经济开发区新园路18号联东U谷