微波加热原理：

1. 特种烧结方法一：微波烧结 微波加热原理： 微波是指在 300 兆赫至 300 千兆赫的电磁波。在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而重新排列取向。例如：微波频率在 2450 兆赫，就会出现每秒 24.5 亿排列，分子间就会因运动而产生激烈摩擦，微波能量瞬间转化为物质内的热能，使物质温度呈现快速升高。

2. 应用一：陶瓷的微波烧结 陶瓷的常规烧结缺点： 热能只能依靠物料表面传入里面，而陶瓷导热性能差，烧结时间长，同时坯体里外温度上升的不一致性，容易造成坯体里外层收缩不同面变形、开裂。 而微波内外同时加热，缩短了加热、保温时间，最终使烧结坯具有细小均匀的晶粒组织的特点恰好解决了这一问题。 主要用途：烧结高品质的结构陶瓷，氧化硅，碳化硅，氧化铝以及用于烧结电子陶瓷器件，PZT压电陶瓷，氧化锌压敏电阻等。

3. 金属基粉末冶金零件的微波烧结机理初探 致密金属是一种高损耗物质,能有效地加强对微波反射，实现微波能整体均匀地向热能转化是不可能的！

4. 原因： 微波在金属导体中行进时，由于产生的焦耳热使微波能不断损耗,波的振幅迅速衰减,同时,相位也明显滞后。在实际有耗的金属媒质中沿+ Z 方向行进的微波，若设其电场强度沿+ X 方向， Ex 为x 处的电场强度，根据麦克斯韦方程组导出传播方程： 式中Emo是位移z = 0 处电场强度的值,α为衰减常数,β为相位常数，W 是微波频率，t 是时间。其中 其中μ为磁导率,ε为介电常数,σ为电导率。α和β分别反映出微波在传播过程中的衰减程度和相位落后的情况。引入穿透深度概念： 简化(2) 、(5) 式得 (1) (2) (3)

5. 随波的频率f 、金属导体的磁导率μ和电导率σ的升高,微波的穿透深度δ降低。 所以，金属导体只有表面极其薄(常为微米级)的一层在微波能向热能的转化中有贡献。

6. 可利用要点： 1.微波在金属媒质中行进时,振幅显著衰减,穿透深度有限,说明其能量在不断损耗;同时,交变的电场在媒质中产生的电场梯度驱使内部的载流子———自由电荷快速地向电场强度高的方向运动,途中与晶格声子发生碰撞,导致生热,媒质内能升高。 2.构成压坯的颗粒粒度通常为微米级或更低的纳米级,其尺寸与微波对金属的穿透深度相近。减小金属宏观尺寸,以金属粉体为媒质,能有效地降低微波反射率,实现微波整体、均匀加热,达到烧结目的,制备出性能优异的产品！

7. 图1 铜粉的粒度对微波加热速率的影响

8. 重要机理： 金属粉末压坯吸收微波能并转化为热能的过程中,介电损耗、涡流损耗以及粉末颗粒对微波的多次散射具有不可忽略的贡献。但涡流损耗成为其促进金属粉末压坯烧结的重要机理。 电场力Fx = e·E、洛仑兹力Fy = eV ×B 自由电子就被约束在各自颗粒的表面,形成界面极化。快速改变电、磁场方向,使得自由电子也以此速度改变极化方向,电荷高速来回运动产生焦耳热,从而,压坯从内部整体均匀地加热、升温。

9. 微波烧结制取的合金性能明显优于常规方法

10. 特种烧结方法二：激光烧结 激光 分子气体激光器( CO2激光器)结构图 CO2激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO2分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO2分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。

11. 　激光表面熔凝 　激光淬火 激光表面熔敷 激光在材料表面改性中的应用 　激光表面合金化 　气相沉淀 激光在材料加工制造中的应用 　激光打孔和切割 激光立体成形技术 激光焊接

12. (1)选择性激光烧结应用：

13. 选择性烧结成形原理图 采用激光逐层有选择性地烧结固体粉末,然后叠加生成三维实体零件的快速原型制造方法。

14. (2)激光表面熔敷 激光表面熔敷是采用激光加热将预先涂敷在材料表面的涂层与基体表面一起熔化后迅速凝固，得到成分与涂层基本一致的熔敷层。 激光喷涂