作者：張利1尚小標2,3,4白永珍2李廣超2肖利平2
作者單位：1. 濟寧學院機電工程學院2. 昆明理工大學機電工程學院3. 非常規冶金教育部重點實驗室4. 微波能工程應用及裝備技術國家地方聯合工程實驗室
刊名：工程科學與技術
ISSN：2096-3246
出版年：2024-03-11
卷：56
期：2
起頁：118-128
止頁：
分類號：TQ174.1
語種：中文
關鍵詞：微波加熱;氮化硼;透波性能;介電常數;耐火結構;
內容簡介耐火結構的熱透波性能對微波加熱的模式和效率均具有重要影響，所以明確耐火結構在微波加熱過程中的動態熱透波性能變化至關重要。本文以氮化硼陶瓷為研究對象，通過實驗測試了其在915 MHz、2 450 MHz兩種頻率下的寬溫域(25～1 000℃)介電特性，采用傳輸線理論計算了氮化硼陶瓷的功率透過系數，并對其介電常數、介電損耗因子等參數的溫度特性進行了分析。研究表明：25～1 000℃，兩種頻率下的介電常數變化幅度較小，介電常數僅變化了1.8%左右；兩種頻率下的介電損耗因子隨溫度呈波動性變化，900℃之后都呈指數增長的趨勢。微波在氮化硼陶瓷中的波長和穿透深度均隨溫度的增加呈現下降趨勢；當頻率增大時，穿透深度隨頻率的增大而減小。氮化硼陶瓷的透波性能在兩種極化模式下存在明顯差異，水平極化(TM)明顯高于垂直極化(TE)。當頻率為915 MHz時，可以考慮材料厚度值為0.08 m左右作為優化材料厚度，同時以入射角度在θi≤67°范圍內入射具有良好的透波性能(PTC≥0.7)。當頻率為2 450 MHz時，可以考慮材料厚度值為0.06 m作為優化材料厚度，在TE極化模式中應優先考慮微波入射角度在θi≤58°范圍內入射，在TM極化模式中建議入射角度θi≤77°入射具有較好的透波效果(PTC≥0.9)。本研究對微波加熱設備內爐襯材料的選擇、工藝參數的設定以及有效提高微波能的利用率具有重要的現實指導意義。
所需耐材幣：0
