燒結爐、製造燒結物的方法和燒結物的製作方法
2023-09-16 01:02:00 2
專利名稱：燒結爐、製造燒結物的方法和燒結物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於燒結由陶瓷、細陶瓷材料等燒結而成的物體以便生產燒結物的燒結爐，一種用於製造燒結物的方法和一種燒結物。
另外，為了解決這一問題，日本審查專利公開No.Sho 58-23349、日本專利公開No.Hei 3-257072和日本專利公開No.Hei 6-87663提出了各種採用微波的燒結爐。微波同時被待燒結物品的表面和內部均勻地吸收。因此，不必擔心在加熱過程中在待燒結的物體表面和內部之間產生任何溫度差。從而，可以提高溫度升高的速率以縮短用於大範圍燒結燒結所需的時間，並且可以實現均勻的燒結。利用微波燒結待燒結的物品被認為是一種減少用於燒結所需的能量和增加生產待燒結物、特別是工業用陶瓷的產量的技術。
本發明的發明人發現，當利用微波進行燒結時，通過用與待燒結物品的微波吸收特性相同的熱絕緣材料包圍待燒結的物品產生一個將待燒結物品完全絕緣的假絕熱空間。在這種情況下，可以抑制由於輻射冷卻在待燒結物品中產生的熱梯度並且可以實現更加均勻的燒結。
然而，由於在燒結用上述絕緣材料包圍的待燒結物的情況下，微波的能量不僅被待燒結物、而且被絕緣材料所吸收並消耗，所以用於燒結所需的能量顯著增加。
為了抑制在絕緣材料中消耗的能量，需要使絕緣材料更薄，以減小其重量和熱容。然而，如果絕緣材料製造得較薄，則由絕緣材料向外部的熱傳導造成的熱能損失會增大到與微波給與絕緣材料的熱能相比不能忽略的程度。因此，在絕緣材料的內表面和待燒結物品之間產生很大的溫度差。因而，假絕熱空間的上述假設將不能成立，導致由於輻射冷卻在待燒結物中產生溫度梯度。
因此，本發明的第一個目的是提供一種可以抑制由於輻射冷卻在待燒結物中產生溫度梯度、同時試圖減少待燒結物所需的能量的燒結爐，及一種製造待燒結物的方法和一種燒結物。
為了批量生產燒結物，優選採用隧道式連續燒結爐，其中，可以連續實施多個工序。在該連續燒結爐中，需要通過沿待燒結物的運送方向改變爐子中的溫度以形成一個適當的溫度分布。其原因是因為燒結過程的各工序(例如，乾燥、預燒結、主燒結)在與其對應的爐子中必須在特定的溫度範圍內進行。
然而，在利用微波進行燒結的情況下，在形成一個連續空腔的爐子中形成適當的溫度分布是很困難的，這是因為微波的電功率密度通過爐子內的多次微波重複反射被分散並均勻化。
因此，本發明的第二個目的是提供一種可以在一個爐子中容易地形成對應於多個工序的溫度分布、並且可以在爐子中利用微波連續燒結待燒結物的連續燒結爐，一種製造待燒結物的方法和一種待燒結物。
根據本發明的一個實施例，提供一種用於燒結待燒結物的燒結爐。該燒結爐包括一個可以用微波自加熱的內殼，和一個微波發生器。該內殼形成燒結室，並且待燒結物被置於燒結室內。微波發生器經由內殼對待燒結物輻射微波。內殼每單位體積中由微波產生的熱量大於待燒結物每單位體積中產生的熱量。內殼的內表面溫度與待燒結物的表面溫度大體相同。
根據本發明的另一個實施例，提供一種製造燒結物的方法，其中，通過對待燒結物輻射微波形成燒結物。該方法包括以下步驟i)提供一個可以用微波自加熱且形成一個燒結室的內殼；ii)將待燒結物放置在燒結室中，內殼單位體積中由微波產生的熱量大於待燒結物單位體積中產生的熱量；iii)通過一個微波發生器經由內殼對待燒結物輻射微波，以便使內殼的內表面溫度與待燒結物的表面溫度基本相同，從而形成燒結物。
根據本發明的另一個實施例，提供一種通過上述方法獲得的燒結物。
根據本發明的另一個實施例，提供一種利用微波燒結待燒結物的連續燒結爐。該連續燒結爐包括一個微波可透過的絕緣壁，一個微波發生器和一個進給系統。該絕緣壁形成一個燒結室，並且將待燒結物置於該燒結室中。微波發生器經由絕緣壁對待燒結物輻射微波。進給系統將待燒結物進給到燒結室中。改變燒結室中的溫度，以便沿待燒結物的進給方向與待燒結物的燒結工序對應。
根據本發明的另一個實施例，提供一種製造燒結物的方法，其中，通過對待燒結物輻射微波來形成燒結物。該方法包括以下步驟I)提供一個微波可滲透的絕緣壁，該絕緣壁形成一個燒結室；ii)利用一個進給系統將待燒結物置於燒結室中；iii)通過用微波發生器經由絕緣壁對送入燒結室的待燒結物輻射微波，改變燒結室內的溫度，以便沿待燒結物的進給方向與待燒結物的燒結工序對應，從而形成燒結物。
根據本發明的另一個實施例，提供一種通過上述方法獲得的燒結物。
圖2是表示燒結室的示意性放大平面剖視圖。
圖3是表示連續燒結爐的第一個實施例的示意性側剖視圖。
圖4是表示圖3中的燒結爐的示意性放大平面剖視圖。
圖5是表示絕緣壁的復介電損失與溫度的關係的曲線圖。
圖6是表示連續燒結爐的第二個實施例的平面圖。
該燒結爐包括一個由閉合容器構成的室11。室11可以至少在其內表面上反射微波。在本實施例中，室1 1可以為由不鏽鋼製成的2m長、1.1m寬和1.1m高的的方形盒狀。
微波振蕩器12作為微波發生器通過波導13連接到室11上。微波通過波導13輻射到室11中。微波的頻率優選為0.9到100GHz，更優選為0.9至10GHz，最優選為2.45GHz。低於0.9GHz的頻率是不優選的，因為波長變得非常長，並且使微波的吸收率減小。相反，頻率高於100GHz也不是優選的，因為這需要昂貴的微波振蕩器12。當微波頻率為2.45GHz時，微波振蕩器12可以較小並且價格也較低。在本發明中採用六個輸出2.45GHz微波(輸出1.5kW)的微波振蕩器12(在圖中僅表示出了四個)。
一個輔助絕緣壁27在室11內形成一個空間。該絕緣壁27是絕熱和微波可透過的。置於主絕緣壁26內的主絕緣壁26和內殼25在該空間中限定出燒結室16，該空間由輔助絕緣壁27確定。內殼25、主絕緣壁26和輔助絕緣壁27構成一個圍繞待燒結物10的支架。燒結室16的體積優選為0.3至0.6m3。
主絕緣壁26是絕熱和微波可透過的。具有絕熱特性的材料，例如氧化鋁纖維、氧化鋁泡沫被作為用於形成主絕緣壁26的材料。
另一方面，內殼25利用微波對其自身進行加熱。每單位體積的內殼25由微波產生的熱量必須大於每單位待燒結物10所產生的熱量，並且優選等於或小於後者的兩倍。作為用於形成內殼25的材料為以模來石為主的材料、以氮化矽為主的材料和鋁土，並且根據待燒結物10對它們進行選擇。進而，金屬氧化物，例如氧化鎂、氧化鋯或氧化鐵、或者無機材料例如碳化矽等所有具有高微波吸收率的材料均可以少量添加到用於形成內殼25的材料中。內殼25的厚度優選在1至2mm的範圍內。
進而，該燒結爐包括一個微波攪動系統，用於攪動輻射到室11中的微波。該微波攪動系統包括一個從室11的內表面向內延伸的旋轉軸17，多個由旋轉軸17支撐的攪動葉片18，和用於繞旋轉軸17在其軸線上旋轉攪動葉片18的驅動馬達19。
下面，將說明採用上述燒結爐的燒結物製造方法。
當製造燒結物時，首先通過將陶瓷材料或細陶瓷材料模製成預定的形狀而製成一個待燒結物10。待燒結物10被置於燒結室16中。隨後，啟動微波振蕩器12以將微波輻射到室11中。輻射到室11中的微波通過主絕緣壁26和輔助絕緣壁27傳輸，並且被吸收到內殼25和待燒結物10中，而被轉換成熱能。這提高了內殼25和待燒結物10的溫度。
由於本實施例的內殼25的厚度比現有的內殼厚度薄，所以由於從內殼25向外部的熱傳導而造成的熱能損失可能增大到與由內殼25利用微波產生的熱能的量相比不能忽視的程度。然而，單位體積的內殼25產生的熱量大於單位體積的待燒結物10產生的熱量。因此，利用在內殼25和待燒結物10之間產生的熱量的差，對內殼25的內表面溫度和待燒結物10的表面溫度之間的差進行補償。因而，可以保持內殼25和待燒結物之間的熱平衡，以便使內殼25的內表面溫度基本上等於待燒結物10的表面溫度。這表明待燒結物10被完全假絕熱地絕緣。內殼25的內表面溫度基本上與到燒結物10的表面溫度相同之事實表明，兩者之間的溫度差不至於產生任何有害的熱應變。該溫度差優選等於或小於20℃。
進而，由於內殼25被加熱，同時保持與待燒結物的熱平衡，所以利用從內殼25的內表面向待燒結物10輻射的熱能，消除了從待燒結物的輻射而造成的熱能損失。這時，待燒結物10的輻射損失理論上變為零。即，燒結室16作為一個用於被假絕熱地完全絕緣的待燒結物10的封閉空間。因此，抑制了待燒結物10中由於輻射冷卻而造成的熱梯度的產生。
根據理論分析，如圖2所示，當假設作為一種電介質的待燒結物10被作為另一種電介質的內殼25以適當的距離分離開地包圍起來時，熱傳導式可以寫成下述等式(1)和(2)。
θ1/t＝κ1(2θ1/x2+2θ1/y2+2θ1/z2)+σ(θ24-θ14)+2πf/(c1ρ1)E2ε0εr1tanδ1(1)θ2/t＝κ1(2θ2/x2+2θ2/y2+2θ2/z2)+σ(θ14-θ24)+2πf/(c2ρ2)E2ε0εr2tanδ2(2)其中θ為溫度；κ為熱傳導率；c為比熱；ρ為密度；t為時間；x、y、z是位置；σ是斯忒藩－波爾茲曼常數；f是頻率；E是場強；εr是材料的相對電容率；ε0真空的電容率；δ是損失角。下標「1」表示待燒結物10，下標「2」表示內殼25。
在理想的絕熱狀態下，在待燒結物10的表面上通過輻射、熱傳導和熱傳遞進入和流出的熱量之間的差被設置為零。當待燒結物10的表面溫度等於內殼25的內表面的溫度時、即熱平衡時，實現這種狀態。換而言之，由於沒有從待燒結物10的表面上產生能量損失、即沒有從待燒結物10的內部向表面的熱流動，所以溫度梯度θ1/x、θ1/y、θ1/z變為零。
因此，上述等式(1)表達如下θ1/t＝27πf/(c1ρ1)E2ε0εr1tanδ1(1』)上述等式(2)表達如下θ2/t＝Prf/(c2ρ2)ε0εr2tanδ2-Ploss/(c2ρ2) (2』)其中，X＝0，θ1/t＝θ2/t，θ1/θ2。進而，內殼25為一個封閉空間或相當於一個封閉空間。為了可以在內殼25的內表面建立熱平衡，在內殼25的內表面上的能量輸入和輸出必須為零，即，在內殼25的內表面上θ/x＝0必須為真。因此，滿足等式(2』)的條件表達為下述等式(3)
εr1tanδ1/c1ρ1＝εr2tanδ2/c2ρ2-Ploss/Prf(3)並且，其中Prf(＝2πE2ε0)表示微波的電能密度，並且Ploss表示從內殼25向外的能量損失。
上面詳細說明的本實施例具有下述效果。
利用從內殼25的內表面輻射的熱能消除了通過從待燒結物10的輻射而產生的熱能損失，並且待燒結物10的輻射損失理論上為零。因此，抑制了由於待燒結物10中的輻射冷卻而造成的熱梯度的產生，因此與現有的利用微波的燒結爐相比，可以進行更均勻的燒結。因此，可以抑制待燒結物10中的應變和開裂的發生。
單位體積內殼25中由微波產生的熱量大於單位體積待燒結物10中產生的熱量。因此，內殼25的重量和熱容可以通過減薄壁厚而變小，同時保持待燒結物10和內殼25之間的熱平衡。因此，通過抑制在內殼25中消耗的能量，可以減少燒結待燒結物10所需的能量。
通過使主絕緣壁26具有絕熱特性和在內殼25的外表面上提供微波可透過性，可以有效地抑制內殼25的熱損失。
燒結爐包括多個微波振蕩器12和多個入射孔，從微波振蕩器12輸出的微波穿過入射孔輸入到室11中。因此，可以抑制由於電場僅集中在待燒結物10的局部上而造成的斑點狀不均勻燒結。(連續燒結爐)第一個實施例的連續燒結爐圖3是表示連續燒結爐的第一個實施例的示意性側剖視圖。圖4是表示圖3中的連續燒結爐的示意性放大局部剖視圖。附圖中所示的連續燒結爐用於通過對一個待燒結物進行連續燒結來製造燒結物。
該連續燒結爐包括一個呈直線延長的隧道爐式的室11。該室11能夠至少在其內表面上反射微波。室11由不鏽鋼製成。如圖4所示，在室11的兩端部上設置開口，並且一個為入口8(在圖4中左手側上的開口)而另一個為出口9(在圖4中右手側上的開口)。
如圖3所示，象
圖1中的爐子那樣，作為微波發生器的微波振蕩器12通過波導13連接到室11上。從微波振蕩器12輸出的微波經由波導13輻射到室11中。如圖1中的燒結爐中的情況所示，微波的頻率優選為0.9至100GHz，更優選為0.9至10GHz，最優選為2.45GHz。
在圖4中，一個絕緣壁28限定出一個沿室11的長度方向呈直線延伸的燒結室16。開口被置於絕緣壁28的兩端部上，並且一個為入口20(圖4中左側的開口)而另一個為出口21(圖4中右側的開口)。
絕緣壁28是絕熱和微波可透過的。該絕緣壁28的結構用於使其厚度從入口20向出口21逐漸增加。具有絕熱特性的材料，例如氧化鋁纖維、氧化鋁泡沫被作為用於形成該絕緣壁28的材料。在本實施例中，絕緣壁28包括一個第一絕緣壁26和一個第二絕緣壁27。
優選地，在絕緣壁28中設有一個內殼25，該內殼25利用微波對其自身加熱。單位體積內殼25中利用微波產生的熱量優選大於單位體積待燒結物10中產生的熱量，並且等於或小於後者的兩倍。作為用於形成內殼25的材料為以模來石為主的材料、氮化矽為主的材料和氧化鋁，並且根據待燒結物10對它們進行選擇。進而，具有較大的微波吸收率的金屬氧化物，例如氧化鎂、氧化鋯或氧化鐵、或者無機材料、例如碳化矽可以被少量添加到用於形成內殼25的材料中。內殼25的厚度優選為1至2mm。
進而，進給系統設置在連續燒結爐中，用於在燒結室16中從入口20向出口21進給待燒結物10。在本實施例中，進給系統包括一個滑架22。如圖3所示，該滑架22具有一個用於將待燒結物10裝到其上的安裝部分22a和用於移動滑架的連接到安裝部分22a上的輥22b。該滑架2不僅在燒結室16內移動待燒結物10，並且從室11的入口8向燒結室16的入口20進給待燒結物10，並且從燒結室16的出口21向室11的出口9進給待燒結物10。由滑架22執行的待燒結物10的進給優選以恆定速度進行。
下面，將說明利用上述連續燒結爐製造燒結物的方法。
當製造燒結物時，首先通過將陶瓷材料或細陶瓷材料模製成預定形狀來製造待燒結物10。將待燒結物10置於滑架22的安裝部分22a上，並且利用滑架22通過入口20進給到燒結室16中。接著，微波振蕩器12啟動以向室11幅射微波。入射的微波通過絕緣壁28傳遞並被吸收到內殼25和待燒結物10中，從而被轉換成熱能，使得內殼25和待燒結物10的溫度均升高。
在本實施例中，絕緣壁28的厚度從入口20向出口21逐漸增加，並且絕緣壁28的絕熱效果也從入口20向出口21增加。因此，燒結室16中的溫度從入口20向出口21增加。因此，待燒結物從入口20向出口21的進給意味著待燒結物10從低溫區逐漸向高溫區進給。
圖5是表示絕緣壁28的復電介質損耗隨溫度變化的曲線。如圖所示，絕緣壁28的復電介質損耗在幾百攝氏度之內基本上與溫度成正比，並且在更高的溫度區域中呈指數上升。
上面詳細描述的實施例具有下述效果。
通過使絕緣壁28的厚度從入口20向出口21逐漸增加，將燒結室16內的溫度設置為從入口20向出口21增加。因此，在待燒結物10的燒結過程中，待燒結物10的各處理步驟，例如乾燥、預燒結、主燒結等可以在適當的溫度下順序進行。因此，可以通過在一個單一的燒結爐中連續燒結待燒結物10來製造燒結物。
絕緣壁28的厚度在待燒結物10的進給方向上變化。這使得易於在燒結室16中形成特定的溫度分布。
待燒結物10在燒結室16中由可以利用微波對自身進行加熱的內殼25包圍。由於在內殼25中利用微波獲得的熱能的量顯著大於由於從內殼25熱傳導而損失的熱能的量，所以可以在內殼25的內表面和待燒結物10之間保持熱平衡。因而，待燒結物被假絕熱地完全隔絕開。從而，可以抑制在輻射冷卻過程中的待燒結物10中的溫度梯度的產生，並且可以實現更均勻的燒結。第二個實施例的連續燒結爐現在，將在附圖的基礎上，以與第一個實施例的不同點為重點詳細說明本發明第二個實施例的連續燒結爐。
圖6是表示連續燒結爐的第二個實施例的示意性平面圖。室11形成一個圓弧形或C形，並且燒結室16也形成一個與前者相對應的圓弧形或C形。
進而，該連續燒結爐包括一個盤形的爐床23。該爐床23可以繞中心點C旋轉。待燒結物10被置於爐床23上。通過爐床23的旋轉，在燒結室中將待燒結物10從入口20進給到出口21。第二個實施例中的進給系統包括爐床23和驅動系統(未示出)，例如一個馬達，用以驅動爐床23。
本實施例具有下述效果。
具有相同長度的直線形燒結爐16受到絕緣壁18的不同溫度部分的影響。然而，與直線形燒結室16相比，圓弧形或C形的燒結室16受到絕緣壁18的較小區域的影響。從燒結室16的同一區域中的待燒結物進給方向上可以看到的絕緣壁28的內部區域很小。因此，可以抑制由於絕緣壁28的不同溫度部分的熱傳導而造成的待燒結物上的點狀不均勻燒結的產生。
由於進給系統包括爐床23和用於驅動爐床23旋轉的驅動系統，所以製造簡單。
對於本領域人員來說，很明顯本發明可以以各種不同具體形式實施，而不脫離本發明的主旨或範圍。特別是，應當理解，本發明可以以下述形式實施。
燒結爐可能進一步包括一個用於預先乾燥或使待燒結物10受到無釉烘焙的預處理室。在這種情況下，預處理室與燒結室16平行設置。利用向外輻射的熱或從由微波發生器12輻射到燒結室中的微波所傳輸的微波，使置於預處理室中的待燒結物10進行乾燥或無釉烘培。利用該過程，可以增強沒有上釉的待燒結物10的乾燥或烘培的熱效率。
可以通過使絕緣壁28的一個部分與其它部分的材料不同，而沿著待燒結物10的進給方向改變絕緣壁28的絕熱性能或微波吸收率。或者，通過使絕緣壁28的一部分與其它部分的密度不同，而使絕緣壁28的絕熱性能或微波吸收率可以沿著待燒結物10的進給方向變化。在任何情況下，燒結室16中的溫度可以沿進給方向變化。
絕緣壁28除了是兩層以外，也可以為一層或兩層以上。
進給系統可以變化成這樣的進給系統，包括一個具有帶傳送器和一個用於驅動帶傳送器的馬達等的驅動系統。進而，在第二實施例的連續燒結爐中，所述進給系統可以如第一個實施例中那樣由一個具有滑架22的進給系統代替。
取代從入口20至出口21逐漸增加絕緣壁28的厚度，也可以局部設有具有固定厚度或厚度減小的部分。而且，厚度的變化不僅可以是連續的而且可以是階梯狀的。
取代從入口20至出口21逐漸增加燒結室16的溫度，沿進給方向也可以局部設有溫度恆定或溫度減小的部分。進而，燒結室16中的溫度變化不必是連續的，也可以是階段性的。例子(例1)採用如圖1所示的實施例的燒結爐，燒結由陶瓷材料製成的待燒結物10(重量10kg，平均厚度5mm)獲得燒結物(陶瓷)。
在該實施例1中，內殼25由以模來石為主的瓷料製成，並且主絕緣壁(外殼)26由氧化鋁纖維板製成。另外，內殼25具有8mm的厚度和45kg的重量，並且，主絕緣壁26為40mm厚度和5kg的重量。內殼25、主絕緣壁26和待燒結物10的物理性能表示在表1中。穿透深度代表在各材料中的微波的電功率密度減半處的進入深度。
表1
(例2)採用如圖1所示的實施例的燒結爐，燒結由陶瓷材料製成的待燒結物10(重量10kg，平均厚度5mm)獲得燒結物(陶瓷)。
在該實施例2中，內殼25由以模來石為主的陶瓷加0.1％的氧化鐵(FeO)製成，並且主絕緣壁(外殼)26由氧化鋁纖維板製成。另外，內殼25具有2mm的厚度和5kg的重量，並且，主絕緣壁26為40mm厚度和5kg的重量。內殼25、主絕緣壁26和待燒結物10的物理性能表示在表2中。
(表2)
(例3)採用如圖1所示的實施例的燒結爐，燒結由高純度(99％)的氧化鋁製成的待燒結物10(重量10kg，平均厚度5mm)獲得燒結物。
在該實施例3中，內殼25由氧化鋁加1mol％的氧化鋯製成，並且主絕緣壁(外殼)26由氧化鋁纖維板製成。另外，內殼25具有1mm的厚度和0.2kg的重量，並且，主絕緣壁26為40mm厚度和5kg的重量。內殼25、主絕緣壁26和待燒結物10的物理性能表示在表3中。
(表3)
本發明的實施例是示例性的並且不限制本發明。本發明不被限制為本說明書中所描述的細節，並且可以在不脫離所附的權利要求及其等同方案的範圍內的情況下進行變化。工業實用性如上所述，根據本發明的燒結物的燒結爐和製造方法，用於通過燒結由陶瓷材料或細陶瓷材料製成的待燒結物來製造燒結物，並且特別是適於不僅進行待燒結物的製造過程的單一步驟而且進行多個步驟。
權利要求
1.一種用於利用微波燒結待燒結物(10)的燒結爐，該燒結爐包括內殼(25)，可以用微波自加熱且形成燒結室(16)，待燒結物被置於燒結室(16)內；和微波發生器(12)，該微波發生器(16)經由內殼(25)向待燒結物(10)輻射微波，其中，每單位體積內殼(25)中由微波產生的熱量大於每單位體積待燒結物(10)中產生的熱量，並且內殼(25)的內表面溫度與待燒結物(10)的表面溫度大體相同。
2.如權利要求1所述的燒結爐，其中，內殼(25)利用微波對自身進行加熱，以便補償內殼(25)的內表面溫度和待燒結物(10)的表面溫度之間的溫度差。
3.如權利要求1所述的燒結爐，其中，每單位體積內殼(25)中利用微波產生的熱量等於或小於每單位體積待加熱物(10)所產生的熱量的兩倍。
4.如權利要求1所述的燒結爐，其中，內殼(25)包含具有高微波吸收率的金屬氧化物或無機物材料。
5.如權利要求3所述的燒結物，其中，內殼(25)包含具有高微波吸收率的金屬氧化物或無機物材料。
6.如權利要求1至5中任何一項所述的燒結爐，其中，該燒結爐包括具有絕熱特性和微波可透過性的絕緣壁(26)，該絕緣壁(26)圍繞在內殼(25)的外側。
7.一種製造燒結物的方法，其中，通過向待燒結物輻射微波形成燒結物，該方法包括以下步驟提供可以用微波自加熱且形成燒結室的內殼(25)；將待燒結物(10)放置在燒結室(16)中，每單位體積的內殼(25)中利用微波產生的熱量大於每單位體積的待燒結物(10)中產生的熱量；通過用微波發生器(12)經由內殼(25)向待燒結物(10)輻射微波，以便使內殼(25)的內表面溫度與待燒結物(10)的表面溫度基本相同，從而形成燒結物。
8.一種利用燒結物製造方法獲得的燒結物，其中，通過向待燒結物輻射微波形成該燒結物，該方法包括以下步驟提供可以用微波自加熱且形成燒結室的內殼(25)；將待燒結物(10)放置在燒結室(16)中，每單位體積的內殼(25)中利用微波產生的熱量大於每單位體積的待燒結物(10)中產生的熱量；通過用微波發生器(12)經由內殼(25)向待燒結物(10)輻射微波，以便使內殼(25)的內表面溫度與待燒結物(10)的表面溫度基本相同，從而形成燒結物。
9.一種利用微波燒結待燒結物(10)的連續燒結爐，包括微波可透過的絕緣壁(28)，其中絕緣壁(28)形成燒結室(16)，並且將待燒結物(10)置於該燒結室(16)中；微波發生器(12)，用於經由絕緣壁(28)向待燒結物(10)輻射微波；和進給系統，用於將待燒結物(10)進給到燒結室(16)中，其中，改變燒結室(16)中的溫度，以便沿待燒結物(10)的進給方向與待燒結物(10)的燒結工序對應。
10.如權利要求9所述的連續燒結爐，其中，通過沿進給方向改變絕緣壁(28)的厚度，改變燒結室(16)中的溫度，使得沿待燒結物(10)的進給方向與待燒結物(10)的燒結工序對應。
11.如權利要求9所述的連續燒結爐，其中，通過沿進給方向改變絕緣壁(28)的絕熱特性或微波透過率，改變燒結室(16)中的溫度，使得沿待燒結物(10)的方向與待燒結物(10)的燒結過程對應。
12.如權利要求9所述的連續燒結爐，其中，該燒結室(16)包括入口(20)和面對入口(20)的出口(21)，並且進給系統從入口(20)通過燒結爐(16)向出口(21)進給待燒結物(10)。
13.如權利要求12所述的連續燒結爐，其中，絕緣壁(28)的厚度從入口(20)向出口(21)逐漸增加。
14.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，其中，燒結室(16)為圓弧形。
15.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，其中，進給系統具有位於燒結室(16)之下的爐床(23)，待燒結物(10)被置於爐床(23)上，並且通過旋轉爐床(23)進給待燒結物。
16.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，其中，燒結室(16)為直線形。
17.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，其中，進給系統包括滑架(22)，所述滑架(22)具有將待燒結物(10)置於其上的安裝部分(22a)和連接到安裝部分(22a)上以便移動滑架的輥(22b)，並且待燒結物(10)被置於安裝部分(22a)上且通過滑架(22)的運動來攜載。
18.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，在絕緣壁(28)中進一步包括可以利用微波進行自加熱的內殼(25)；其中，內壁(25)包圍住待燒結物(10)。
19.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，在絕緣壁(28)中進一步包括可以利用微波進行自加熱的內殼(25)；其中，該內殼(25)包圍待燒結物(10)，並且每單位體積的內殼(25)中利用微波產生的熱量大於每單位體積的待燒結物(10)中產生的熱量，並且，內殼(25)的內表面溫度基本上與待燒結物(10)的表面溫度相同。
20.如權利要求9至13中任何一項所述的連續燒結爐，進一步包括與燒結室(16)平行設置的預處理室；其中，採用輻射熱或利用微波發生器(12)輻射到燒結室(16)中的微波引起的從絕緣壁(28)的外表面發射的微波，對預處理室中的待燒結物(10)進行乾燥或無釉烘培。
21.一種製造燒結物的方法，其中，通過向待燒結物照射微波來形成燒結物，該方法包括以下步驟設置微波可滲透的絕緣壁(28)，該絕緣壁(28)形成燒結室(16)；利用進給系統將待燒結物(10)置於燒結室(16)中；通過用微波發生器(12)經由絕緣壁(28)對送入燒結室(16)的待燒結物(10)輻射微波，以便沿待燒結物(10)的進給方向對應於待燒結物(10)的燒結工序改變燒結室(16)內的溫度，從而形成燒結物。
22.如權利要求21所述的方法，其中，當待燒結物(10)沿進給方向前進時，燒結室(16)中的溫度逐漸增加。
23.一種利用燒結物製造方法獲得的燒結物，其中，通過向待燒結物(10)輻射微波形成燒結物，該方法包括步驟設置微波可透過的絕緣壁(28)，該絕緣壁(28)形成燒結室(16)；利用進給系統將待燒結物(10)置於燒結室(16)中；和通過用微波發生器(12)經由絕緣壁(28)對送入燒結室(16)的待燒結物(10)輻射微波，以便沿待燒結物(10)的進給方向對應於待燒結物(10)的燒結工序改變燒結室(16)內的溫度，從而形成燒結物。
全文摘要
一種用於燒結由陶瓷、細陶瓷材料等形成的待燒結物以便生產燒結物的燒結爐及其方法。絕緣壁(28)和內殼(25)形成用於燒結待燒結物(10)的燒結室(16)。在內殼(25)和待燒結物(10)之間保持熱平衡，並且待燒結物(10)完全假絕熱地隔絕，以便實現更加均勻和能量消耗更小的燒結。絕緣壁(28)的厚度從入口(20)向出口(21)逐漸增加。通過一個設置在燒結爐中的滑架，在燒結室(16)中從入口(20)向出口(21)進給待燒結物(10)。從而，可以在一個燒結爐中容易地形成對應於多個工序的溫度分布，以便在該爐子中連續地燒結待燒結物(10)。
文檔編號F27D99/00GK1438975SQ01811729
公開日2003年8月27日 申請日期2001年1月31日 優先權日2000年10月19日
發明者佐藤元泰, 高山定次, 水野正敏, 尾畑成造, 島田忠, 平井敏夫 申請人:日本核融合科學研究所, 岐阜縣