微波固化的基本原理

微波固化的基本原理

    微波是一种能量(而不是热量)形式，但在介质中可以转化为热量。材料对微波的反应可以分为四种情况：1)穿透微波；2)反射微波；3)吸收微波。4)部分吸收微波。

    一般在微波能加工领域中，所处理的材料大多是介贡材料，而介质材料通常都不同程度地吸收微波能，介质材料与微波电磁场相互耦合，会形成各种功率耗散从而达到能量转化的目的。能量转化的方式有许多种，如离子传导、偶极子转动、界面极化、磁滞、压电现象、电致伸缩、核磁共振、铁磁共振等，其中离子传导及偶极子转动是微波固化的主要原理。

微波固化是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温的固化方式而完全区别于其他常规固化方式。传统加热固化方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至材料内部，热量总是由表及里地传递进行加热材料，材料中不可避免地存在温度梯度，故加热的材料固化不均匀，致使材料出现局部过热，影响固化质量及反应过程，且固化速度慢，能耗高。微波固化技术与传统加热固化方式不同，它是通过被加热材料内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热材料温度升高，不须任何热传导过程，就能使材料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀，仅需传统加热方式的耗能量的几分之一或几十分之一就可达到加热的目的。

根据在单位时间单位体积的电介质在微波中所产生的热量(P)与电场强度(E)、频率(f)及电介质的介电损耗系数(tg8)之间的关系式：

     P= KfEEtan~i (1)

   式中的k常数，￡代表物质的介电常数。

   从上式可以看出，物质在微波场中所产生的热量大小与物质种类及其介电杼l生有很大关系。一般来讲，分子的极性越大，它的介电损耗因子越大，介电损耗角正切也越大，从而对微波吸收能力越大。目前，大部分的合成胶粘结剂分子中都含有大量的极性基团和较高的节电常数，具有一定的微波吸收能力。或者可采取在胶结固化体系中加入高效微波吸收剂以提高微波吸收能力，这些为复合材料微波固化提供了理想的物质基础。