第八章 微波与等离子体下的无机合成
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30
微波加热的局部过热现象
局部过热现象产生在加速化学反应机理方面是 很重要的。当用常规传导加热方式加热时，所 用容器常常是热的不良导体，加热容器把热传 给溶液需要时间；还有，由于液体表面出现蒸 发、对流，建立了热梯度，只有少部分液体的 温度可达到容器外部的加热温度，即当采用传 导加热方式，只有少量液体在溶液的沸点温度 之上。而微波可穿透容器(即不加热容器)同时 加热整个样品液体，所以溶液很快达到沸点。 但由于加热速率太快，热对流到上表面出现蒸 发，但蒸发不能有效地弥散过剩能量，而出现 过热现象，例如微波加热水可达110℃。
20
穿透深度
穿透深度定义为从样品表面到内部功率衰减 到一半的截面的距离，这个参数在设计微波 实验时是很重要的。 超过此深度，透入的微波能量就很小，此时 的加热主要靠热传导。 微波能在样品中损失的主要机理是离子传导 和偶极子转动。--微波能哪里去了?如何转变 为热能?
21
离子导电对加热的贡献
离子传导是在所加电磁场中，被解离的离 子的传导迁移。这种离子迁移电流由于离 子流电阻产生I2R的损失而产生热； 溶液中所有离子对传导都有贡献。但是， 不同组分离子的浓度和它在相应介质中的 固有迁移率确定了组分离子产生的电流贡 献。所以，离子迁移产生的微波能损失与 被解离的离子大小，电荷量和传导性能有 关，并受离子与溶剂分子之间相互作用的 影响。
6
最新进展
Gang Yang, Guan Wang, and Wenhua Hou. Microwave SolidState Synthesis of LiV3O8 as Cathode Material for Lithium Batteries, J. Phys. Chem. B, 109 (22), 11186 -11196, 2005
7
8.2 微波辐射法的加热机制
为了加深对微波作用机理的理解，合理 设计反应体系，下面首先阐述微波加热 和加速反应机理，然后介绍有代表性的 一些研究工作。
8
微波加热和加速反应机理
感应 加热
微波加热大体上可认为是介电加热效应
微波与物质相互作用是一个很大的课题， 涉及相当广泛的内容，微波加热只是微波与 物质相互作用的一部分内容。限于篇幅，这 里也不能作全面的介绍，在本节只简要介绍 与本书内容有关的微波加热理论及在化学上 的重要意义。
22
离子导电的影响因素
影响离子传导的参数有离子浓度，离子迁移 率和溶液温度，每个离子溶液至少有二种离 子组分(例如，Na+和Cl-离子)，每个离子组 分根据自己的浓度和迁移率传导电流。 一般来说随离子浓度的增加，耗散因子增加。 水中加入NaCl大大提高了耗散因子，因而 也提高了离子传导对微波加热的贡献； 因为温度影响离子的迁移率和离子浓度，所 以离子溶液的耗散因子也随温度而变化。
10
11
12
几种极化机制
极性分子的极化 变形极化 界面极化
13
极性分子的极化
偶极极化指固 有磁矩的转动
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热 运动，偶极矩指向各个方向的机会相同，所 以偶极矩的统计值为零，若将极性分子臵于 外电场中，极性分子在电场作用下总是趋向 电场方向排列，这时我们称这些分子被极化， 极化的程度可用偶极极化率衡量: αd=μ2/3kT 即αd与偶极矩μ2值成正比，与绝对温度T 成反比。
18
描述材料介电性质的两个重要参数是介电常 数ε'和介电损耗ε''。 ε‘用来描述分子被电场极化的能力，也可以 认为是样品阻止微波能通过能力的量度。ε ''是电磁辐射转变为热量的效率的量度。介 电损耗ε''和介电常数ε’，的比值定义为介 电损耗正切(也称介电耗散因子)，即 tanδ=ε''/ε‘，它表示在给定频率和温度 下，一种物质把电磁能转变成热能的能力。 因此微波加热机制部分地取决于样品的介电 耗散因子tanδ大小。当微波能进入样品时， 样品的耗散因子决定了样品吸收能量的速率。
23
一个类似现象
硅钢的铁损与电导之间的关系
24
偶极子转动加热
在电场作用下，具有永久或诱导偶极矩的样 品中的分子，发生偶极子转动、振动或摆动。 大多数民用微波炉的微波频率为2450MHz， 即电场方自每秒钟变化2.45x109次，所以外 加微波场引起分子转动在一个方向上只平均 停留非常短的时间，而后分子又转自另一个 方向，这样由于受到分子热运动及相邻分子 间相互作用的干扰和阻力，瞬时分子间发生 类似摩擦作用而产生热效应； 再者由于偶极子转动滞后于电场的改变，分 子还会从电场吸收能量。
14
Βιβλιοθήκη Baidu
变形极化
在外场作用下，无论是极性分子或非极性分 子都会发生电子相对于原子核移动和原子核 之间的微小移动，产生变形极化，用电子极 化率αc和原子极化率αa两项来衡量。
变形极化与温度无关。
15
界面极化
再一就是对于非均相体系，外电场对相 界面电荷极化，而产生的界面极化效应 (即Maxwell-Wagner效应)，用界面极 化率αi来衡量。
5
微波合成的发展
自从1986年Gedye等人首次把微波辐射技术 用于有机合成以来，此种技术在化学的各个 领域得到广泛应用。 1988年，牛津大学的Baghurst和Mingos等人 首次用微波法进行了一些无机化合物及超导 陶瓷材料的合成，随后又用于金属有机化合 物、配合物和嵌入化合物的合成。 Vartull等人和Mingos等人报导了用微波辐射 进行某些沸石分子筛的晶化方法。 1992年，Komarneni等人报导了ABO3型复合 氧化物的微波水热合成方法。
4
太阳能电池、超导薄膜、导电膜的微波 离子体化学气相沉积，半导体芯片的微 波等离子体注入和亚微级刻蚀，光导纤 维的微波等离子体快速制备，微波等离 子体作为一种强有力的光源在原子发射、 原子吸收、原子荧光等光谱分析中的应 用，成功用于精细陶瓷的快速高温烧结 和连接，微波等离子体高效率激发强功 率激光等领域。 这些领域都是今后最有发展前途的领域。
19
不同材料与微波的作用
可透射微波的材料(如玻璃、陶瓷、聚四氟 乙烯等)或是非极性介质由于微波可完全透 过，故材料不吸收微波能而发热很少或不发 热，这是由于这些材料的分子较大，在交变 微波场中不能旋转所致。 金属材料可反射微波，其吸收的微波能为零。 吸收微波能的物质，其耗散因子是一个确定 值。因为微波能通过样品时很快被样品吸收 和耗散，样品的耗散因子越大，给定频率的 微波能穿透越小。
25
偶极子转动加热与驰豫时间
偶极子转动产生的热效应与介质的弛 豫时间τ有关。介质弛豫时间τ是样 品中的分子有63％达到无序状态所需 的时间。当样品的1/τ接近输入微波 功率时，样品具有高的耗散因子，相 反当样品的1/τ与微波频率差别很大 时，样品的耗散因子低。
26
偶极子转动加热与温度的关系
随着温度升高，离子传导产生的介电损失增 加。 所以在很大程度上，温度决定了二种能量转 化机理(偶极子转动或离子传导)的相对贡献。
28
微波加热升温速率
式中C是常数，ε''是介电损耗，f是微波频率， Erms是平方根电场强度，ρ是密度，Cp是比 定压热容。 密度较大的样品升温速率通常比密度较小的 样品慢；样品的热容越大，升温速率越慢， 例如1-丙醇的介电常数(在25℃为20.1)比水的 介电常数(25℃为78.54)要小得多，但前者比 后者加热速率快1.7倍，这种现象的解释是丙 醇的比热容(2.45J/H· K)比水的比热容 (4.18J/g· K)小造成的。
32
局部过热与反应加速
由Eyring方程： k=(kT/h)· exp(⊿S*/R)· exp(-⊿H*/RT) 可知温度对于反应速率的影响很大，对 于吸热反应体系，温度升高可增加反应速率， 所以局部过热效应产生小的温度增加都有可 能显著增加反应速率。另外，由于微波加热 比传统加热速率⊿T/⊿t等要快得多，在相同 时间内，升温幅度大，从而增加反应速率。
9
一些试验现象
实验表明极性分子溶剂吸收微波能而被快速 加热，而非极性分子溶剂几乎不吸收微波能， 升温很小。 如水、醇类、羧酸类等极性溶剂 都在微波作用下被迅速加热，有些已达至沸 腾，而非极性溶剂(正己烷，正庚烷和CCl4) 几乎不升温。 有些固体物质(如CoO3)，NiO，CuO，Fe3O4， PbO2，V2O5，WO3，碳黑等)能强烈吸收微 波能而迅速被加热升温，而有些物质(如CaO， CeO2，Fe2O3，La2O3，TiO2等)几乎不吸收 微波能，升温幅度很小。 微波加热大体上可认为是介电加热效应。
33
微波加热机理小结
总之，微波介电加热效应、微波离子传导损 耗及局部过热效应等是加速化学反应的主要 因素。
34
微波合成的特点
微波这种原位能量转换加热模式具有许多独特之处： 1）微波与分子的耦合能力依赖于分子的性质，这就 有可能控制材料的性质和产生反应的选择性，也就 是说，一种反应物或达到决定反应速率过渡态的过 渡络合物或中间体能有选择地吸收微波能，从而引 起大的速率增加。 2）除了加热效应之外，微波可能还使一些分子的空 间结构发生变化，使一些化学键断裂或使分子活化， 而促进多种类型的化学反应。 3）目前对于微波的非热效应从理论上和实验上解释 都还不完善。关于微波促进化学反应的理论有待于 进一步深入的研究。
第八章
微波与等离子体下 的无机合成
气、液、固与被称为第四态的等离子体
1
8.1 微波的范围与发展
微波在整个电磁波谱中的位臵如图8-1所示， 通常是指波长为1m到0.lmm范围内的电磁波， 其相应的频率范围是300MHz-3000GHz。125cm波长范围用于雷达，其它的波长范围用 于无线电通讯. 为了不干扰上述这些用途，国际无线电通讯 协会(CCIP)规定家用或工业用微波加热设备 的微波频率是2450MHz(波长12.2cm)和 915MHz(波长32.8cm)。 家用微波炉使用的频率都是2450MHz，915MHz 的频率主要用于工业加热。 微波炉的使用
27
偶极子转动加热与粘度的关系
样品的粘度影响分子的转动。例如当 水结冰时，水分子被锁定在晶格中， 这大大阻止了分子的迁移，使分子很 难随微波场定向。因而，冰的介电耗 散因子低，在2450MHZ时，仅为 2.7x10-4，当水的温度上升到27.2 ℃时， 粘度降低，介电耗散因子大得多，达 到12.2。
31
局部过热
如果反应体系是非均相的，在非混合液体和 溶液之间的界面，可发生Maxwell-Wagner 界面极化效应而产生局部过热效应；再一如 果反应体系中存在大量的可迁移的离子，产 生传导损耗也可能产生局部过热效应：还有 就是某些高分子化合物由于分子比较大，不 能随交变电场发生转动，本来体系吸收微波 能小，但由于分子中的存在某些微波敏感性 集团，发生局部过热现象，使体系仍然能够 升温。
29
样品量的影响
在一定频率下样品的耗散因子越大， 微波能在介质的穿透深度越小；在具 有高耗散因子的大样品中，超出微波 能穿透深度的加热通过分子碰撞的热 传导达到，因此，样品的表面或近表 面温度将更高一些。样品量小虽然微 波能可以完全穿透样品，但未被吸收 (反射)的微波能量增大，这样可能引 起对磁控管的损害，所以选择适宜的 样品量是必要的。
16
总极化率
综上所述,总极化率: α=αe+αa+αd+αi。
17
极性分子与外加电场的相互作用
由于外电场是交变场，极性分子的极化情况则 与交变场的频率有关。偶极的松弛时间与微波 频率范围下电场交变时间大致相同。如果电场 的交变周期小于偶极的松弛时间，即交变场频 率比微波频率高，则极性分子的转向运动跟不 上电场的变化，即极性分子来不及沿电场定向， 不能产生偶极极化，只能产生原子极化和电子 极化。也就是说原子极化和电子极化对微波介 电加热贡献很小。 在微波介电加热效应中，主要起作用的是偶极 极化和界面极化。
2
图8-1 微波
3
目前人们在许多化学领域(如无机、有机、 高分子、金属有机、材料化学等)运用微波 技术进行了很多的研究，取得了显著的效果。 微波作为一种能源，正以比人们预料要快得 多的速度步入化工、新材料及其它高科技领 域，如超导材料的合成，沸石分子筛的合成 与离子交换，稀土发光材料的制备，超细粉 制备，分子筛上金属盐的高度分散型催化剂 制备，分析样品的消解与熔解，蛋白质水解， 各种类型的有机合成及聚合物合成，金刚石 薄膜等.
微波加热的局部过热现象
局部过热现象产生在加速化学反应机理方面是 很重要的。当用常规传导加热方式加热时，所 用容器常常是热的不良导体，加热容器把热传 给溶液需要时间；还有，由于液体表面出现蒸 发、对流，建立了热梯度，只有少部分液体的 温度可达到容器外部的加热温度，即当采用传 导加热方式，只有少量液体在溶液的沸点温度 之上。而微波可穿透容器(即不加热容器)同时 加热整个样品液体，所以溶液很快达到沸点。 但由于加热速率太快，热对流到上表面出现蒸 发，但蒸发不能有效地弥散过剩能量，而出现 过热现象，例如微波加热水可达110℃。
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穿透深度
穿透深度定义为从样品表面到内部功率衰减 到一半的截面的距离，这个参数在设计微波 实验时是很重要的。 超过此深度，透入的微波能量就很小，此时 的加热主要靠热传导。 微波能在样品中损失的主要机理是离子传导 和偶极子转动。--微波能哪里去了?如何转变 为热能?
21
离子导电对加热的贡献
离子传导是在所加电磁场中，被解离的离 子的传导迁移。这种离子迁移电流由于离 子流电阻产生I2R的损失而产生热； 溶液中所有离子对传导都有贡献。但是， 不同组分离子的浓度和它在相应介质中的 固有迁移率确定了组分离子产生的电流贡 献。所以，离子迁移产生的微波能损失与 被解离的离子大小，电荷量和传导性能有 关，并受离子与溶剂分子之间相互作用的 影响。
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最新进展
Gang Yang, Guan Wang, and Wenhua Hou. Microwave SolidState Synthesis of LiV3O8 as Cathode Material for Lithium Batteries, J. Phys. Chem. B, 109 (22), 11186 -11196, 2005
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8.2 微波辐射法的加热机制
为了加深对微波作用机理的理解，合理 设计反应体系，下面首先阐述微波加热 和加速反应机理，然后介绍有代表性的 一些研究工作。
8
微波加热和加速反应机理
感应 加热
微波加热大体上可认为是介电加热效应
微波与物质相互作用是一个很大的课题， 涉及相当广泛的内容，微波加热只是微波与 物质相互作用的一部分内容。限于篇幅，这 里也不能作全面的介绍，在本节只简要介绍 与本书内容有关的微波加热理论及在化学上 的重要意义。
22
离子导电的影响因素
影响离子传导的参数有离子浓度，离子迁移 率和溶液温度，每个离子溶液至少有二种离 子组分(例如，Na+和Cl-离子)，每个离子组 分根据自己的浓度和迁移率传导电流。 一般来说随离子浓度的增加，耗散因子增加。 水中加入NaCl大大提高了耗散因子，因而 也提高了离子传导对微波加热的贡献； 因为温度影响离子的迁移率和离子浓度，所 以离子溶液的耗散因子也随温度而变化。
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12
几种极化机制
极性分子的极化 变形极化 界面极化
13
极性分子的极化
偶极极化指固 有磁矩的转动
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热 运动，偶极矩指向各个方向的机会相同，所 以偶极矩的统计值为零，若将极性分子臵于 外电场中，极性分子在电场作用下总是趋向 电场方向排列，这时我们称这些分子被极化， 极化的程度可用偶极极化率衡量: αd=μ2/3kT 即αd与偶极矩μ2值成正比，与绝对温度T 成反比。
18
描述材料介电性质的两个重要参数是介电常 数ε'和介电损耗ε''。 ε‘用来描述分子被电场极化的能力，也可以 认为是样品阻止微波能通过能力的量度。ε ''是电磁辐射转变为热量的效率的量度。介 电损耗ε''和介电常数ε’，的比值定义为介 电损耗正切(也称介电耗散因子)，即 tanδ=ε''/ε‘，它表示在给定频率和温度 下，一种物质把电磁能转变成热能的能力。 因此微波加热机制部分地取决于样品的介电 耗散因子tanδ大小。当微波能进入样品时， 样品的耗散因子决定了样品吸收能量的速率。
23
一个类似现象
硅钢的铁损与电导之间的关系
24
偶极子转动加热
在电场作用下，具有永久或诱导偶极矩的样 品中的分子，发生偶极子转动、振动或摆动。 大多数民用微波炉的微波频率为2450MHz， 即电场方自每秒钟变化2.45x109次，所以外 加微波场引起分子转动在一个方向上只平均 停留非常短的时间，而后分子又转自另一个 方向，这样由于受到分子热运动及相邻分子 间相互作用的干扰和阻力，瞬时分子间发生 类似摩擦作用而产生热效应； 再者由于偶极子转动滞后于电场的改变，分 子还会从电场吸收能量。
14
Βιβλιοθήκη Baidu
变形极化
在外场作用下，无论是极性分子或非极性分 子都会发生电子相对于原子核移动和原子核 之间的微小移动，产生变形极化，用电子极 化率αc和原子极化率αa两项来衡量。
变形极化与温度无关。
15
界面极化
再一就是对于非均相体系，外电场对相 界面电荷极化，而产生的界面极化效应 (即Maxwell-Wagner效应)，用界面极 化率αi来衡量。
5
微波合成的发展
自从1986年Gedye等人首次把微波辐射技术 用于有机合成以来，此种技术在化学的各个 领域得到广泛应用。 1988年，牛津大学的Baghurst和Mingos等人 首次用微波法进行了一些无机化合物及超导 陶瓷材料的合成，随后又用于金属有机化合 物、配合物和嵌入化合物的合成。 Vartull等人和Mingos等人报导了用微波辐射 进行某些沸石分子筛的晶化方法。 1992年，Komarneni等人报导了ABO3型复合 氧化物的微波水热合成方法。
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太阳能电池、超导薄膜、导电膜的微波 离子体化学气相沉积，半导体芯片的微 波等离子体注入和亚微级刻蚀，光导纤 维的微波等离子体快速制备，微波等离 子体作为一种强有力的光源在原子发射、 原子吸收、原子荧光等光谱分析中的应 用，成功用于精细陶瓷的快速高温烧结 和连接，微波等离子体高效率激发强功 率激光等领域。 这些领域都是今后最有发展前途的领域。
19
不同材料与微波的作用
可透射微波的材料(如玻璃、陶瓷、聚四氟 乙烯等)或是非极性介质由于微波可完全透 过，故材料不吸收微波能而发热很少或不发 热，这是由于这些材料的分子较大，在交变 微波场中不能旋转所致。 金属材料可反射微波，其吸收的微波能为零。 吸收微波能的物质，其耗散因子是一个确定 值。因为微波能通过样品时很快被样品吸收 和耗散，样品的耗散因子越大，给定频率的 微波能穿透越小。
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偶极子转动加热与驰豫时间
偶极子转动产生的热效应与介质的弛 豫时间τ有关。介质弛豫时间τ是样 品中的分子有63％达到无序状态所需 的时间。当样品的1/τ接近输入微波 功率时，样品具有高的耗散因子，相 反当样品的1/τ与微波频率差别很大 时，样品的耗散因子低。
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偶极子转动加热与温度的关系
随着温度升高，离子传导产生的介电损失增 加。 所以在很大程度上，温度决定了二种能量转 化机理(偶极子转动或离子传导)的相对贡献。
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微波加热升温速率
式中C是常数，ε''是介电损耗，f是微波频率， Erms是平方根电场强度，ρ是密度，Cp是比 定压热容。 密度较大的样品升温速率通常比密度较小的 样品慢；样品的热容越大，升温速率越慢， 例如1-丙醇的介电常数(在25℃为20.1)比水的 介电常数(25℃为78.54)要小得多，但前者比 后者加热速率快1.7倍，这种现象的解释是丙 醇的比热容(2.45J/H· K)比水的比热容 (4.18J/g· K)小造成的。
32
局部过热与反应加速
由Eyring方程： k=(kT/h)· exp(⊿S*/R)· exp(-⊿H*/RT) 可知温度对于反应速率的影响很大，对 于吸热反应体系，温度升高可增加反应速率， 所以局部过热效应产生小的温度增加都有可 能显著增加反应速率。另外，由于微波加热 比传统加热速率⊿T/⊿t等要快得多，在相同 时间内，升温幅度大，从而增加反应速率。
9
一些试验现象
实验表明极性分子溶剂吸收微波能而被快速 加热，而非极性分子溶剂几乎不吸收微波能， 升温很小。 如水、醇类、羧酸类等极性溶剂 都在微波作用下被迅速加热，有些已达至沸 腾，而非极性溶剂(正己烷，正庚烷和CCl4) 几乎不升温。 有些固体物质(如CoO3)，NiO，CuO，Fe3O4， PbO2，V2O5，WO3，碳黑等)能强烈吸收微 波能而迅速被加热升温，而有些物质(如CaO， CeO2，Fe2O3，La2O3，TiO2等)几乎不吸收 微波能，升温幅度很小。 微波加热大体上可认为是介电加热效应。
33
微波加热机理小结
总之，微波介电加热效应、微波离子传导损 耗及局部过热效应等是加速化学反应的主要 因素。
34
微波合成的特点
微波这种原位能量转换加热模式具有许多独特之处： 1）微波与分子的耦合能力依赖于分子的性质，这就 有可能控制材料的性质和产生反应的选择性，也就 是说，一种反应物或达到决定反应速率过渡态的过 渡络合物或中间体能有选择地吸收微波能，从而引 起大的速率增加。 2）除了加热效应之外，微波可能还使一些分子的空 间结构发生变化，使一些化学键断裂或使分子活化， 而促进多种类型的化学反应。 3）目前对于微波的非热效应从理论上和实验上解释 都还不完善。关于微波促进化学反应的理论有待于 进一步深入的研究。
第八章
微波与等离子体下 的无机合成
气、液、固与被称为第四态的等离子体
1
8.1 微波的范围与发展
微波在整个电磁波谱中的位臵如图8-1所示， 通常是指波长为1m到0.lmm范围内的电磁波， 其相应的频率范围是300MHz-3000GHz。125cm波长范围用于雷达，其它的波长范围用 于无线电通讯. 为了不干扰上述这些用途，国际无线电通讯 协会(CCIP)规定家用或工业用微波加热设备 的微波频率是2450MHz(波长12.2cm)和 915MHz(波长32.8cm)。 家用微波炉使用的频率都是2450MHz，915MHz 的频率主要用于工业加热。 微波炉的使用
27
偶极子转动加热与粘度的关系
样品的粘度影响分子的转动。例如当 水结冰时，水分子被锁定在晶格中， 这大大阻止了分子的迁移，使分子很 难随微波场定向。因而，冰的介电耗 散因子低，在2450MHZ时，仅为 2.7x10-4，当水的温度上升到27.2 ℃时， 粘度降低，介电耗散因子大得多，达 到12.2。
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局部过热
如果反应体系是非均相的，在非混合液体和 溶液之间的界面，可发生Maxwell-Wagner 界面极化效应而产生局部过热效应；再一如 果反应体系中存在大量的可迁移的离子，产 生传导损耗也可能产生局部过热效应：还有 就是某些高分子化合物由于分子比较大，不 能随交变电场发生转动，本来体系吸收微波 能小，但由于分子中的存在某些微波敏感性 集团，发生局部过热现象，使体系仍然能够 升温。
29
样品量的影响
在一定频率下样品的耗散因子越大， 微波能在介质的穿透深度越小；在具 有高耗散因子的大样品中，超出微波 能穿透深度的加热通过分子碰撞的热 传导达到，因此，样品的表面或近表 面温度将更高一些。样品量小虽然微 波能可以完全穿透样品，但未被吸收 (反射)的微波能量增大，这样可能引 起对磁控管的损害，所以选择适宜的 样品量是必要的。
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总极化率
综上所述,总极化率: α=αe+αa+αd+αi。
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极性分子与外加电场的相互作用
由于外电场是交变场，极性分子的极化情况则 与交变场的频率有关。偶极的松弛时间与微波 频率范围下电场交变时间大致相同。如果电场 的交变周期小于偶极的松弛时间，即交变场频 率比微波频率高，则极性分子的转向运动跟不 上电场的变化，即极性分子来不及沿电场定向， 不能产生偶极极化，只能产生原子极化和电子 极化。也就是说原子极化和电子极化对微波介 电加热贡献很小。 在微波介电加热效应中，主要起作用的是偶极 极化和界面极化。
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图8-1 微波
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目前人们在许多化学领域(如无机、有机、 高分子、金属有机、材料化学等)运用微波 技术进行了很多的研究，取得了显著的效果。 微波作为一种能源，正以比人们预料要快得 多的速度步入化工、新材料及其它高科技领 域，如超导材料的合成，沸石分子筛的合成 与离子交换，稀土发光材料的制备，超细粉 制备，分子筛上金属盐的高度分散型催化剂 制备，分析样品的消解与熔解，蛋白质水解， 各种类型的有机合成及聚合物合成，金刚石 薄膜等.