陶瓷的微波烧结及研究现状
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对烧结过程使用高的微波频率，一方面由于具有 更高频率微波的波长更短，在谐振腔内更容易得到更 均匀的微波场，从而提高微波加热的均匀性；另一方
面，由于使用的微波频率越高，使样品在单位时间内 吸收的能量越多，烧结体致密化速度越快。丁明桐等 [11]报道了在一非谐振腔中采用 2.45GHz 和 28GHz 两种 频率对 ZrO 进行微波烧结的结果，在 2.45GHz 频率下
微波烧结过程中由于升温速度很快和微波场不均 匀，在样品内部容易产生温度梯度，从而导致烧结产 品出现裂纹。解决方法一是在样品周围加入保温层， 减小热损失、预热低损耗材料和防止加热腔中发生微 波打火现象等多种作用。要求保温材料具有不吸收或 少吸收微波、绝缘性好、高温下不与被烧结材料发生 反应等特点。另一种方法就是在保温层的结构设计中 应尽量减小坯体与保温层之间的间隔, 加大保温层的厚 度, 这样有利于改善加热的均匀性。
纯
Si
3N
，损耗低，很难用微波加热，一般要加入
4
Al2O
3
和 Y O 作为烧结助剂。Tiegs[15]等人经研究证实，添加 23
这些氧化物能够促进微波烧结的进行。Si N 的加热被 34
认为是微波耦合于晶界液相而产生的，晶界上发生的
所有过程都被加速了。而用微波在氮气气氛中烧结
SiC，升温速度为 250～300℃/min，烧结温度为 2050
波是一种高频电磁波，其频率范围为 0.3～300GHz。在 分钟，极大地提高了能源的利用效率。
微波烧结技术中使用的频率主要为 2.45GHz，Sutton
(2) 经济简便地获得 2000℃以上的超高温。普通
对该频率波段的微波烧结进行了详细研究[4]。也有对 陶瓷的烧结需要 1300℃以上的高温，这样对高温炉子
采用微波烧结新技术研究了纳米金属陶瓷材料的烧结
工艺与性能，结果表明,微波烧结 Al2O3-TiCN-Mo-Ni 纳米金属陶瓷在 1400℃的温度下保温 10 分钟，可达到
99% 的相对密度；烧结温度降低，烧结时间大幅度缩
短，且烧结前后晶粒尺寸变化很小。
微波烧结技术在功能陶瓷方面也进行了许多研
究。O.P.Thakur[21]等人对 Ba Sr TiO (BST)的微波
注，特别在陶瓷材料研究领域这一项新技术已成为研 导电性能等。当微波穿透和传播到介电材料中时，内
究的热点，并成功地制备出了 SiO2、B4C、Al2O3、TiO2、 ZrO2、ZnO 等陶瓷材料及陶瓷复合材料[3]。
目前，微波加热已应用到陶瓷制备与处理的各个
部电磁场使电子、离子等产生运动，而弹性惯性和摩 擦力使这些运动受到阻碍，从而引起了损耗，这就产 生了体加热[4]。
３．１ 陶瓷材料的微波烧结设备及工艺参数
微波烧结设备主要由微波发生器、波导管、加热 腔体和温度控制系统等组成。
目前所使用的加热腔有谐振式和非谐振式两种， 谐振式加热腔又有单模谐振腔和多模谐振腔之分。单 模谐振腔的特点是场强集中，适合烧结介质损耗因子 较小的材料。多模谐振腔的特点是结构简单，适用各 种加热负载，但由于腔内存在多种谐振模式，加热均 匀性差，而且很难精确分析, 对不同的材料进行微波烧 结需要不断通过试验调节烧结炉的参数。
４ 微波在陶瓷烧成中的应用
微波烧结技术问世至今一直受到发达国家政府、
工业界、科学界的广泛重视，且应用领域也不断扩大。
国内外研究者至今几乎对所有的氧化物陶瓷材料进行
了微波烧结研究[13]。瑞典微波技术研究所用微波能把
超纯硅石加热到 2000℃以上来制造光纤，与传统热源
相比，不仅降低能耗，而且减低了石英表面的升华率。
美国、加拿大等国用微波烧结来批量制造火花塞瓷、
ZrO 、Si N 、SiC、BaTiO 、SrTiO 、PZT、TiO 、Al O -
2
34
3
3
2
23
TiC 和 Al2O3-SiC 晶须、铁氧体、超导材料、氢化锂等
陶瓷材料[14]。
B C、SiC、Si N 和 TiB 等是用微波成功烧结的非
4
34
2
氧化物陶瓷材料。Holcombe 发现[15]，在用微波烧结非
氧化物陶瓷材料的过程中，可加入各种烧结助剂, 如
C、Mo、TiB2、CrB2 和 MoSi2 等。例如，在烧结 B4C 时加入 2.5% 的 C，在 2150℃烧结 30min，能够比传统
烧结提高致密度达 17%。对绝大多数氮化物陶瓷，如
微波烧结过程中的测温问题是实现烧成过程控制 及研究的关键。目前常用的测温方法包括热电偶测温、 光学高温计测温及红外光纤测温等几种方法，它们各 有其优缺点。现在大多数微波烧结炉使用红外光纤测 温装置。
３．２ 微波烧结过程中的主要工艺参数
采用微波烧结技术已成功地制备出了 S i O 、 2
Fe3O4、ZrO2、Al2O3、SiC、Si3N4、Al2O3-TiC、BC、Y2O32ZrO2 和 TiO2 等烧结体[3,10]。微波烧结主要工艺参数有： 微波频率、烧结时间、升温速度及材料本身的介电损 耗等。
2
ZrO2 试样发生了开裂，而在 28GHz 下 ZrO2 试样没有 发生开裂，说明采用高频率的微波更容易获得高的成 品率。
烧结时间和升温速度对材料的组织性能有很大的 影响。过快的升温加热速度会在材料内部形成很大的 温度梯度，过大的热应力最终会导致材料开裂。微波 烧结是利用材料本身对微波的吸收转化为材料内部的 热量而使材料升温，因而材料本身的特性也对微波烧 结有很大的影响，对于介电损耗高、介电特性也不随 温度发生剧烈变化的陶瓷材料，微波烧结的加热过程 容易控制且比较稳定。但是大多数陶瓷材料存在一个 临界温度点，在室温至临界温度点以下由于介电损耗 较低升温较困难，高于临界温度时，材料的介电损耗 急剧增加，升温就变得十分迅速甚至发生局部烧熔的 现象[12]。
β”-Al2O3 粉末，并与常规的加热合成进行了对比，结 果发现在相同的温度条件下用微波合成比用常规加热
合成产物中β”-Al O 的含量高。北京科技大学李云 23
凯[19]等人采用 Al2O3 和 ZrO2(3Y)纳米粉为原料,对不同 配比的 Al2O3-ZrO2(3Y)复相陶瓷进行微波烧结研究,获 得了很高的致密度，并提高了断裂韧度。晋勇[20]等人
能得到致密而透明的 A l O ，如果适当延长烧结时间 23
(不超过 30min)，在其它条件相同的情况下，Al2O3 的 透明度就更高了。
近年微波烧结技术出现了许多新的应用。利用微
波合成纳米材料也取得了一定的进展。H . C . P a r k [18 ]等
人通过对溶胶前驱物进行微波加热的方法合成了
微波电磁场的作用下会产生介质极化，如电子极化、 温状态，而其余部分仍处于常温状态，所以整个装置
原子极化、偶极子转向极化和界面极化等[7]wenku.baidu.com在极化过 结构紧凑、简单，制造和使用成本较低。
程中极性分子由原来的随机分布状态转向依照电场的
(3) 改进陶瓷材料显微结构和宏观性能。由于微
极性排列取向，由于微波电磁场的频率很高，随着交 波烧结的速度快、时间短，从而避免了烧结过程中陶
关键词: 微波烧结, 原理, 设备, 陶瓷材料 中图分类号：ＴＱ１７４ 文献标识码： 文章编号：１００１－９６４２（２００５）０４－０００５－０３
１ 引 言
但材料内部的介质极化过程无法跟随外电场的快速变
材料的微波烧结始于 20 世纪 60 年代，由 Tinga. W.R 等人[1]提出微波烧结的概念。20 世纪 80 年代中后 期微波烧结技术被引入到材料科学领域，逐渐发展成
过程，微波烧结与常规烧结相比具有烧结速度快、高 效节能、符合环保要求以及改善材料组织、提高材料 性能等一系列优点。随着对微波烧结技术研究的深入， 微波烧结的优势逐渐为人们所接受，微波烧结在陶瓷 材料中的应用将不断深入和扩大。
２．２ 微波烧结的特点
微波烧结具有许多常规烧结无法实现的优点，如 效率高、能量利用率高、无污染、能整体快速加热、烧 结温度降低、材料的显微结构均匀等。
第 41 卷 第 4 期 2005 年 8 月
综述与评述
中国陶瓷 CHINACERAMICS
Vol.41 No.4 Aug.2005
陶瓷的微波烧结及研究现状
刘平安, 王 慧, 程小苏, 税安泽, 曾令可 (华南理工大学材料学院, 广州 510640)
摘 要: 介绍了微波烧结原理与特点、微波烧结设备与工艺参数以及微波烧结技术在陶瓷材料领域中的应用 和所取得的研究成果。同时也指出了目前微波烧结应用中有待进一步研究和开拓的问题。
28GHz[5]、60GHz[6]甚至更高频率的研究报道。微波烧 的发热元件、绝热材料及保温材料就提出了很苛刻的
结是利用微波电磁场中陶瓷材料的介质损耗使材料整 要求，制造和使用成本都很高。而微波则利用了材料
体加热至烧结温度而实现烧结和致密化。介质材料在 本身的介电损耗发热，整个微波装置只有试样处于高
℃，保温时间为 5min 的条件下，可得到致密度为 88%
的 SiC 陶瓷材料，同样，在氮气气氛中用微波烧结 AlN，
在升温速度为 200～250℃/min，烧结温度为 1900℃，
保温 10min 的条件下，可得到致密度为 89% 的 AlN 陶
瓷材料[14]。
Cable[16]在 19 世纪 60 年代首先制备出了透明氧化
(1) 极快的加热和烧结速度。传统加热是通过试
２ 微波烧结原理及特点 ２．１ 微波烧结原理
样由表及里的传导来达到温度均匀。微波加热是材料 内部整体同时加热，升温速度快，从而大大缩短了烧 结时间，尤其是对一些陶瓷材料的烧结过程，从过去
微波烧结是利用微波加热来对材料进行烧结。微 的几天甚至几周降低到用微波烧结的几个小时甚至几
变电磁的频率不断变化，分子的取向也在不断变化， 瓷材料晶粒的异常长大，最终可获得具有高强度和韧
性的超细晶粒结构材料。
收稿日期:2005-05-20 基金项目:广州市科技局重点科技攻关项目(2002Z3-D0121)和华南理工大学科学基金项目(324-E5041340) 作者简介:刘平安(1969-),讲师，博士生,主要研究方向为高性能无机材料
２００５ 年 第 ４ 期
中 国 陶 瓷
－７－
铝陶瓷。用传统方法烧结出来的多晶陶瓷由于存在着
晶界、第二相和气孔等结构而极大地影响了其光学性
能。而在微波烧结中，获得了致密度高、晶粒结构均
匀的多晶材料，使得由于气孔和晶界造成的对光线的
散射大幅度降低，这就提高了多晶陶瓷的透光性，因
此采用微波烧结的方法比常规烧结更容易制备出透明
－６－
中 国 陶 瓷
２００５ 年 第 ４ 期
(4 ) 高效节能。微波烧结温度与常规烧结温度相 比，最大降温幅度可达 500℃左右；一般从微波能转变 成热能的效率可达 80～90%，加之微波烧结的时间短， 因此微波烧结可以大大降低能耗。
(5) 选择性烧结。对于多相混合材料，由于不同 介质吸收微波的能力不同，产生的耗散功率不同，热 效应也不同，可以利用这一点来对复合材料进行选择 性烧结，研究新的材料和得到材料的更佳性能[8,9]。
陶瓷[17]。
目前，已经采用微波烧结的方法成功地制备出了
一些透明度很高的陶瓷，如 Al2O3、MgAl2O4 以及 AlN、 AlON 等。J P Cheng[16]等人在制备氧化铝透明陶瓷
的过程中，采用高纯氧化铝粉末做原料，并添加适当
的烧结助剂，置于 2.45G Hz、1.5kW 的单模腔中，升
温速率为 150℃/min，在 1700℃条件下烧结 10min 就
化，极化强度矢量会滞后于电场强度矢量一个角度， 导致与电场同相的电流产生，从而构成材料内部的耗 散。在微波波段，主要是偶极子转向极化和界面极化
为一种新型的粉末冶金快速烧结技术[2]。近 20 年来，微 波技术在材料科学领域中的应用越来越受到人们的关
产生的吸收电流构成材料的功率耗散。微波烧结的关 键取决于材料自身的特性，如介电性能、磁性能以及
(6 ) 瞬时性和无污染。微波加热过程中无须经过 热传导，因而没有热惯性，即具有瞬时性，体现了节 能和易于控制的特点。同时，微波热源纯净，不会污 染所烧结的材料，能够方便地实现在真空和各种气氛 及压力下的烧结，烧结过程中也不会象烧油、气、煤 等产生有害气体污染环境。
３ 微波烧结设备的结构及主要工艺参数
面，由于使用的微波频率越高，使样品在单位时间内 吸收的能量越多，烧结体致密化速度越快。丁明桐等 [11]报道了在一非谐振腔中采用 2.45GHz 和 28GHz 两种 频率对 ZrO 进行微波烧结的结果，在 2.45GHz 频率下
微波烧结过程中由于升温速度很快和微波场不均 匀，在样品内部容易产生温度梯度，从而导致烧结产 品出现裂纹。解决方法一是在样品周围加入保温层， 减小热损失、预热低损耗材料和防止加热腔中发生微 波打火现象等多种作用。要求保温材料具有不吸收或 少吸收微波、绝缘性好、高温下不与被烧结材料发生 反应等特点。另一种方法就是在保温层的结构设计中 应尽量减小坯体与保温层之间的间隔, 加大保温层的厚 度, 这样有利于改善加热的均匀性。
纯
Si
3N
，损耗低，很难用微波加热，一般要加入
4
Al2O
3
和 Y O 作为烧结助剂。Tiegs[15]等人经研究证实，添加 23
这些氧化物能够促进微波烧结的进行。Si N 的加热被 34
认为是微波耦合于晶界液相而产生的，晶界上发生的
所有过程都被加速了。而用微波在氮气气氛中烧结
SiC，升温速度为 250～300℃/min，烧结温度为 2050
波是一种高频电磁波，其频率范围为 0.3～300GHz。在 分钟，极大地提高了能源的利用效率。
微波烧结技术中使用的频率主要为 2.45GHz，Sutton
(2) 经济简便地获得 2000℃以上的超高温。普通
对该频率波段的微波烧结进行了详细研究[4]。也有对 陶瓷的烧结需要 1300℃以上的高温，这样对高温炉子
采用微波烧结新技术研究了纳米金属陶瓷材料的烧结
工艺与性能，结果表明,微波烧结 Al2O3-TiCN-Mo-Ni 纳米金属陶瓷在 1400℃的温度下保温 10 分钟，可达到
99% 的相对密度；烧结温度降低，烧结时间大幅度缩
短，且烧结前后晶粒尺寸变化很小。
微波烧结技术在功能陶瓷方面也进行了许多研
究。O.P.Thakur[21]等人对 Ba Sr TiO (BST)的微波
注，特别在陶瓷材料研究领域这一项新技术已成为研 导电性能等。当微波穿透和传播到介电材料中时，内
究的热点，并成功地制备出了 SiO2、B4C、Al2O3、TiO2、 ZrO2、ZnO 等陶瓷材料及陶瓷复合材料[3]。
目前，微波加热已应用到陶瓷制备与处理的各个
部电磁场使电子、离子等产生运动，而弹性惯性和摩 擦力使这些运动受到阻碍，从而引起了损耗，这就产 生了体加热[4]。
３．１ 陶瓷材料的微波烧结设备及工艺参数
微波烧结设备主要由微波发生器、波导管、加热 腔体和温度控制系统等组成。
目前所使用的加热腔有谐振式和非谐振式两种， 谐振式加热腔又有单模谐振腔和多模谐振腔之分。单 模谐振腔的特点是场强集中，适合烧结介质损耗因子 较小的材料。多模谐振腔的特点是结构简单，适用各 种加热负载，但由于腔内存在多种谐振模式，加热均 匀性差，而且很难精确分析, 对不同的材料进行微波烧 结需要不断通过试验调节烧结炉的参数。
４ 微波在陶瓷烧成中的应用
微波烧结技术问世至今一直受到发达国家政府、
工业界、科学界的广泛重视，且应用领域也不断扩大。
国内外研究者至今几乎对所有的氧化物陶瓷材料进行
了微波烧结研究[13]。瑞典微波技术研究所用微波能把
超纯硅石加热到 2000℃以上来制造光纤，与传统热源
相比，不仅降低能耗，而且减低了石英表面的升华率。
美国、加拿大等国用微波烧结来批量制造火花塞瓷、
ZrO 、Si N 、SiC、BaTiO 、SrTiO 、PZT、TiO 、Al O -
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TiC 和 Al2O3-SiC 晶须、铁氧体、超导材料、氢化锂等
陶瓷材料[14]。
B C、SiC、Si N 和 TiB 等是用微波成功烧结的非
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氧化物陶瓷材料。Holcombe 发现[15]，在用微波烧结非
氧化物陶瓷材料的过程中，可加入各种烧结助剂, 如
C、Mo、TiB2、CrB2 和 MoSi2 等。例如，在烧结 B4C 时加入 2.5% 的 C，在 2150℃烧结 30min，能够比传统
烧结提高致密度达 17%。对绝大多数氮化物陶瓷，如
微波烧结过程中的测温问题是实现烧成过程控制 及研究的关键。目前常用的测温方法包括热电偶测温、 光学高温计测温及红外光纤测温等几种方法，它们各 有其优缺点。现在大多数微波烧结炉使用红外光纤测 温装置。
３．２ 微波烧结过程中的主要工艺参数
采用微波烧结技术已成功地制备出了 S i O 、 2
Fe3O4、ZrO2、Al2O3、SiC、Si3N4、Al2O3-TiC、BC、Y2O32ZrO2 和 TiO2 等烧结体[3,10]。微波烧结主要工艺参数有： 微波频率、烧结时间、升温速度及材料本身的介电损 耗等。
2
ZrO2 试样发生了开裂，而在 28GHz 下 ZrO2 试样没有 发生开裂，说明采用高频率的微波更容易获得高的成 品率。
烧结时间和升温速度对材料的组织性能有很大的 影响。过快的升温加热速度会在材料内部形成很大的 温度梯度，过大的热应力最终会导致材料开裂。微波 烧结是利用材料本身对微波的吸收转化为材料内部的 热量而使材料升温，因而材料本身的特性也对微波烧 结有很大的影响，对于介电损耗高、介电特性也不随 温度发生剧烈变化的陶瓷材料，微波烧结的加热过程 容易控制且比较稳定。但是大多数陶瓷材料存在一个 临界温度点，在室温至临界温度点以下由于介电损耗 较低升温较困难，高于临界温度时，材料的介电损耗 急剧增加，升温就变得十分迅速甚至发生局部烧熔的 现象[12]。
β”-Al2O3 粉末，并与常规的加热合成进行了对比，结 果发现在相同的温度条件下用微波合成比用常规加热
合成产物中β”-Al O 的含量高。北京科技大学李云 23
凯[19]等人采用 Al2O3 和 ZrO2(3Y)纳米粉为原料,对不同 配比的 Al2O3-ZrO2(3Y)复相陶瓷进行微波烧结研究,获 得了很高的致密度，并提高了断裂韧度。晋勇[20]等人
能得到致密而透明的 A l O ，如果适当延长烧结时间 23
(不超过 30min)，在其它条件相同的情况下，Al2O3 的 透明度就更高了。
近年微波烧结技术出现了许多新的应用。利用微
波合成纳米材料也取得了一定的进展。H . C . P a r k [18 ]等
人通过对溶胶前驱物进行微波加热的方法合成了
微波电磁场的作用下会产生介质极化，如电子极化、 温状态，而其余部分仍处于常温状态，所以整个装置
原子极化、偶极子转向极化和界面极化等[7]wenku.baidu.com在极化过 结构紧凑、简单，制造和使用成本较低。
程中极性分子由原来的随机分布状态转向依照电场的
(3) 改进陶瓷材料显微结构和宏观性能。由于微
极性排列取向，由于微波电磁场的频率很高，随着交 波烧结的速度快、时间短，从而避免了烧结过程中陶
关键词: 微波烧结, 原理, 设备, 陶瓷材料 中图分类号：ＴＱ１７４ 文献标识码： 文章编号：１００１－９６４２（２００５）０４－０００５－０３
１ 引 言
但材料内部的介质极化过程无法跟随外电场的快速变
材料的微波烧结始于 20 世纪 60 年代，由 Tinga. W.R 等人[1]提出微波烧结的概念。20 世纪 80 年代中后 期微波烧结技术被引入到材料科学领域，逐渐发展成
过程，微波烧结与常规烧结相比具有烧结速度快、高 效节能、符合环保要求以及改善材料组织、提高材料 性能等一系列优点。随着对微波烧结技术研究的深入， 微波烧结的优势逐渐为人们所接受，微波烧结在陶瓷 材料中的应用将不断深入和扩大。
２．２ 微波烧结的特点
微波烧结具有许多常规烧结无法实现的优点，如 效率高、能量利用率高、无污染、能整体快速加热、烧 结温度降低、材料的显微结构均匀等。
第 41 卷 第 4 期 2005 年 8 月
综述与评述
中国陶瓷 CHINACERAMICS
Vol.41 No.4 Aug.2005
陶瓷的微波烧结及研究现状
刘平安, 王 慧, 程小苏, 税安泽, 曾令可 (华南理工大学材料学院, 广州 510640)
摘 要: 介绍了微波烧结原理与特点、微波烧结设备与工艺参数以及微波烧结技术在陶瓷材料领域中的应用 和所取得的研究成果。同时也指出了目前微波烧结应用中有待进一步研究和开拓的问题。
28GHz[5]、60GHz[6]甚至更高频率的研究报道。微波烧 的发热元件、绝热材料及保温材料就提出了很苛刻的
结是利用微波电磁场中陶瓷材料的介质损耗使材料整 要求，制造和使用成本都很高。而微波则利用了材料
体加热至烧结温度而实现烧结和致密化。介质材料在 本身的介电损耗发热，整个微波装置只有试样处于高
℃，保温时间为 5min 的条件下，可得到致密度为 88%
的 SiC 陶瓷材料，同样，在氮气气氛中用微波烧结 AlN，
在升温速度为 200～250℃/min，烧结温度为 1900℃，
保温 10min 的条件下，可得到致密度为 89% 的 AlN 陶
瓷材料[14]。
Cable[16]在 19 世纪 60 年代首先制备出了透明氧化
(1) 极快的加热和烧结速度。传统加热是通过试
２ 微波烧结原理及特点 ２．１ 微波烧结原理
样由表及里的传导来达到温度均匀。微波加热是材料 内部整体同时加热，升温速度快，从而大大缩短了烧 结时间，尤其是对一些陶瓷材料的烧结过程，从过去
微波烧结是利用微波加热来对材料进行烧结。微 的几天甚至几周降低到用微波烧结的几个小时甚至几
变电磁的频率不断变化，分子的取向也在不断变化， 瓷材料晶粒的异常长大，最终可获得具有高强度和韧
性的超细晶粒结构材料。
收稿日期:2005-05-20 基金项目:广州市科技局重点科技攻关项目(2002Z3-D0121)和华南理工大学科学基金项目(324-E5041340) 作者简介:刘平安(1969-),讲师，博士生,主要研究方向为高性能无机材料
２００５ 年 第 ４ 期
中 国 陶 瓷
－７－
铝陶瓷。用传统方法烧结出来的多晶陶瓷由于存在着
晶界、第二相和气孔等结构而极大地影响了其光学性
能。而在微波烧结中，获得了致密度高、晶粒结构均
匀的多晶材料，使得由于气孔和晶界造成的对光线的
散射大幅度降低，这就提高了多晶陶瓷的透光性，因
此采用微波烧结的方法比常规烧结更容易制备出透明
－６－
中 国 陶 瓷
２００５ 年 第 ４ 期
(4 ) 高效节能。微波烧结温度与常规烧结温度相 比，最大降温幅度可达 500℃左右；一般从微波能转变 成热能的效率可达 80～90%，加之微波烧结的时间短， 因此微波烧结可以大大降低能耗。
(5) 选择性烧结。对于多相混合材料，由于不同 介质吸收微波的能力不同，产生的耗散功率不同，热 效应也不同，可以利用这一点来对复合材料进行选择 性烧结，研究新的材料和得到材料的更佳性能[8,9]。
陶瓷[17]。
目前，已经采用微波烧结的方法成功地制备出了
一些透明度很高的陶瓷，如 Al2O3、MgAl2O4 以及 AlN、 AlON 等。J P Cheng[16]等人在制备氧化铝透明陶瓷
的过程中，采用高纯氧化铝粉末做原料，并添加适当
的烧结助剂，置于 2.45G Hz、1.5kW 的单模腔中，升
温速率为 150℃/min，在 1700℃条件下烧结 10min 就
化，极化强度矢量会滞后于电场强度矢量一个角度， 导致与电场同相的电流产生，从而构成材料内部的耗 散。在微波波段，主要是偶极子转向极化和界面极化
为一种新型的粉末冶金快速烧结技术[2]。近 20 年来，微 波技术在材料科学领域中的应用越来越受到人们的关
产生的吸收电流构成材料的功率耗散。微波烧结的关 键取决于材料自身的特性，如介电性能、磁性能以及
(6 ) 瞬时性和无污染。微波加热过程中无须经过 热传导，因而没有热惯性，即具有瞬时性，体现了节 能和易于控制的特点。同时，微波热源纯净，不会污 染所烧结的材料，能够方便地实现在真空和各种气氛 及压力下的烧结，烧结过程中也不会象烧油、气、煤 等产生有害气体污染环境。
３ 微波烧结设备的结构及主要工艺参数