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為什么蜂窩陶瓷干燥適宜微波干燥?

閱讀:44發(fā)布時(shí)間:2022-12-31

在用濕法制備蜂窩陶瓷時(shí),由于擠出來的坯料必須具有可塑性,所以水分含量通常較高,也會(huì)造成蜂窩陶瓷生坯中的水分含量較高。而生坯體孔多,內(nèi)孔壁薄,如不及時(shí)對(duì)其中的水分進(jìn)行處理,將會(huì)由于各種應(yīng)力的作用而產(chǎn)生形變與開裂,影響孔隙率、比表面積。

 

陶坯水分的排出主要有兩個(gè)方面:生坯表面蒸發(fā)水分的擴(kuò)散,向周圍介質(zhì)擴(kuò)散,向外擴(kuò)散;內(nèi)部水分向表面遷移,向內(nèi)擴(kuò)散。隨坯料含水率的下降,干燥過程分為:預(yù)熱、等速干燥、降速干燥和平衡干燥,其中等速干燥是較重要的環(huán)節(jié)。

 

瓷坯干燥及體積變化。

圖中A—B級(jí)為等速干燥階段,在此期間,從生坯外部連續(xù)水膜蒸發(fā),內(nèi)部水分持續(xù)補(bǔ)充,內(nèi)、外擴(kuò)散速度相同,干燥速率固定。當(dāng)含水量下降時(shí),在水的表面張力作用下,生坯逐漸收縮,收縮體積等于排出水的體積,所以這一階段應(yīng)使坯料表面溫度均勻、恒定。

 

目前常用的蜂窩陶瓷干燥方法有:自然干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、蒸氣干燥、微波干燥等。在這些方法中,微波干燥的原理是利用微波對(duì)濕坯體進(jìn)行輻射,使電磁場在任何時(shí)候都會(huì)有周期性的變化,使坯體極性水分子在高頻交變電場作用下發(fā)生劇烈旋轉(zhuǎn),然后發(fā)生摩擦轉(zhuǎn)變成熱能,使毛坯整體均勻升溫,以實(shí)現(xiàn)干燥。從而克服了厚壁蜂窩陶瓷在干燥過程中存在的表面與內(nèi)部干燥速度不一致的問題;同時(shí),也解決了坯體在干燥前強(qiáng)度低,運(yùn)輸困難,干燥后容易開裂的問題。微波爐的穿透能力遠(yuǎn)大于紅外輻射,其特點(diǎn)可以概括為四個(gè)方面:

加熱迅速,均勻。

相對(duì)于常規(guī)方法,由于微波對(duì)吸收性介質(zhì)具有很強(qiáng)的滲透能力,熱能不需要從表面?zhèn)鞯轿锪蟽?nèi)部,而是直接將能量作用于整個(gè)物料,在物料內(nèi)瞬間轉(zhuǎn)化成熱量,大大縮短加熱時(shí)間。

2.加熱選擇性。

采用微波加熱的是介質(zhì)損耗原理,電磁能量在加熱過程中通過介質(zhì)損耗轉(zhuǎn)變成熱能,只有吸收微波的物質(zhì)被微波加熱。因?yàn)樗慕橘|(zhì)損耗很大,水對(duì)微波能量的吸收遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他物質(zhì)。

三、熱效率高,節(jié)省能源。

微波爐與材料直接交互作用,無需加熱空氣或加熱大面積的設(shè)備器壁等,而且加熱室是金屬制成的密封空腔,既能提高熱量利用率,又能確保操作者的安全。與此同時(shí),腔體反射微波,使得微波不會(huì)外泄,只能被材料吸收。所以微波具有熱效率高、節(jié)能效果好。

4.反應(yīng)靈敏,易于控制,產(chǎn)品質(zhì)量好。

微波爐干燥過程中,由于表面的對(duì)流傳熱,物料表面溫度低于中心,物料表面溫度較低,不易產(chǎn)生過熱、結(jié)皮,有利于水分的蒸發(fā)。采用風(fēng)熱蒸汽進(jìn)行表面加熱,有利于坯體均勻受熱,降低制品不合格率。通過對(duì)電源開關(guān)進(jìn)行控制,可達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。


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