微波在陶瓷干燥中的應(yīng)用

陶瓷的干燥是陶瓷的生產(chǎn)工藝中非常重要的工序之一，陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷有很大部分是因干燥不當(dāng)而引起的。陶瓷工業(yè)的干燥經(jīng)歷了自然干燥、室式烘房干燥，到現(xiàn)在的各種熱源的連續(xù)式干燥器、遠(yuǎn)紅外干燥器、太陽(yáng)能干燥器和微波干燥技術(shù)。

干燥雖然是一個(gè)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，應(yīng)用卻十分廣泛的工業(yè)過程，不但關(guān)系著陶瓷的產(chǎn)品質(zhì)量及成品率，而且影響陶瓷企業(yè)的整體能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，干燥過程中的能耗占工業(yè)總?cè)剂舷牡?5％，而在陶瓷行業(yè)中，用于干燥的能耗占燃料總消耗的比例遠(yuǎn)不止此數(shù)，故干燥過程的節(jié)能是關(guān)系到企業(yè)節(jié)能的大事。陶瓷的干燥速度快、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)，無污染等是新世紀(jì)對(duì)干燥技術(shù)的基本要求。

干燥技術(shù)分類：

按干燥制度是否進(jìn)行控制可分為，自然干燥和人工干燥，由于人工干燥是人為控制干燥過程，所以又稱為強(qiáng)制干燥。

按干燥方法不同進(jìn)行分類，可分為：

（1）對(duì)流干燥，其特點(diǎn)是利用氣體作為干燥介質(zhì)，以一定的速度吹拂坯體表面，使坯體得以干燥。

（2）輻射干燥，其特點(diǎn)是利用紅外線、微波等電磁波的輻射能，照射被干燥的坯體使其得以干燥。

（3）真空干燥，這是一種在真空（負(fù)壓）下干燥坯體的方法。坯體不需要升溫，但需利用抽氣設(shè)備產(chǎn)生一定的負(fù)壓，因此系統(tǒng)需要密閉，難以連續(xù)生產(chǎn)。

（4）聯(lián)合干燥，其特點(diǎn)是綜合利用兩種以上干燥方法發(fā)揮它們各自的特長(zhǎng)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，往往可以得到更理想的干燥效果。

還有一些干燥方法，按干燥制度是否連續(xù)分為間歇式干燥器和連續(xù)式干燥器。連續(xù)式干燥器又可按干燥介質(zhì)與坯體的運(yùn)動(dòng)方向不同分為順流、逆流和混流：按干燥器的外形不同分為室式干燥器、隧道式干燥器等。

微波干燥技術(shù)：

微波是指介于高頻與遠(yuǎn)紅外線之間的電磁波，波長(zhǎng)為0.001-1m，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達(dá)到干燥的目的。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，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。

所以，為了更好地發(fā)揮微波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，除了采用混和加熱或混合干燥技術(shù)外，加強(qiáng)完善陶瓷材料與微波之間的作用機(jī)理的研究，加強(qiáng)陶瓷材料的介電性能、介質(zhì)消耗與微波頻率及溫度關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)試驗(yàn)，及完善微波干燥的工藝及設(shè)備，使這一技術(shù)委陶瓷行業(yè)服務(wù)。