波燒結是一種材料燒結工藝的新方法，它具有升溫速度快、能源利用率高、加熱效率高和安全衛生無污染等特點，並能提高產品的均勻性和成品率，改善被燒結材料的微觀結構和性能，近年來已經成為材料燒結領域里新的研究熱點。

　　1 微波燒結的技術原理

　　微波燒結是利用微波加熱來對材料進行燒結。它同傳統的加熱方式不同。傳統的加熱是依靠發熱體將熱能通過對流、傳導或輻射方式傳遞至被加熱物而使其達到某一溫度，熱量從外向內傳遞，燒結時間長，也很能得到細晶。而微波燒結則是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結構耦合而產生熱量，材料的介質損耗使其材料整體加熱至燒結溫度而實現緻密化的方法。

　　1.1 材料中的電磁能量耗散

　　材料對微波的吸收是通過與微波電場或磁場耦合，將微波能轉化熱能來實現的。黃向東等利用麥克斯韋電磁理論，分析了微波與物質的相互作用機理，指出介質對微波的吸收源於介質對微波的電導損耗和極化損耗，且高溫下電導損耗將占主要地位。在導電材料中，電磁能量損耗以電導損耗為主。而在介電材料（如陶瓷）中，由於大量的空間電荷能形成的電偶極子產生取向極化，且相界面堆積的電荷產生界面極化，在交變電場中，其極化響應會明顯落後于迅速變化的外電場，導致極化弛豫。此過程中微觀粒子之間的能量交換，在宏觀上就表現為能量損耗。

　　1.2 微波促進材料燒結的機制

　　研究結果表明，微波輻射會促進緻密化，促進晶粒生長，加快化學反應等效應。因為在燒結中，微波不僅僅只是作為一種加熱能源，微波燒結本身也是一種活化燒結過程。M.A.Janny等首先對微波促進結構的現象進行了分析，測定了高純Al2O3燒結過程中的表觀活化能Ea，發現微波燒結中Ea僅為170kj/mol，而在常規電阻加熱燒結中Ea=575kj/mol，由此可推測微波促進了原子的擴散。M.A.Janny等進一步用18O示蹤法測量了Al2O3單晶的擴散過程，也証明微波加熱條件下擴散係數高于常規加熱時的擴散係數。S.A.Freeman等的實驗結果表明，微波場具有增強離子電導的效應。認為高頻電場能促進晶粒表層帶電空位的遷移，從而使晶粒產生類似于擴散蠕動的塑性變形，從而促進了燒結的進行。

　　Birnboin等分析了微波場在2個相互接觸的介電球顆粒間的分布，發現在燒結頸形成區域，電場被聚焦，頸區域內電場強度大約是所加外場的10倍，而頸區空隙中的場強則是外場的約30倍。並且，在外場與兩顆粒中心連線間0°～80°的夾角範圍內，都發現電場沿平行于連線方向極化，從而促使傳質過程以極快的速度進行。另外，燒結頸區受高度聚焦的電場的作用還可能使局部區域電離，進一步加速傳質過程。這種電離對共價化合物中產生加速傳質尤為重要。上述研究結果表明，局部區域電離引起的加速度傳質過程是微波促進燒結的根本原因。

　　2 微波燒結的技術特點

　　2.1 微波與材料直接耦合，導致整體加熱

　　由於微波的體積加熱，得以實現材料中大區域的零梯度均勻加熱，使材料內部熱應力減少，從而減少開裂、變形傾向。同時由於微波能被材料直接吸收而 轉化為熱能，所以，能量利用率極高，比常規燒結節能80%左右。

　　2.2 微波燒結升溫速度快，燒結時間短

　　某些材料在溫度高于臨界溫度后，其損耗因子迅速增大，導致升溫極快。另外，微波的存在降低了活化能，加快了材料的燒結進程，縮短了燒結時間。短時間燒結晶粒不易長大，易得到均勻的細晶粒顯微結構，內部孔隙少，空隙形狀比傳統燒結的圓，因而具有更好的延展性和韌性。同時，燒結溫度亦有不同程度的降低。

　　2.3 微波可對物相進行選擇性加熱，

　　由於不同的材料、不同的物相對微波的吸收存在差異，因此，可以通過選擇性和加熱或選擇性化學反應獲得新材料和新結構。還可以通過添加吸波物相來控制加熱區域，也可利用強吸收材料來預熱微波透明材料，利用混合加熱燒結低損耗材料。此外，微波燒結易於控制、安全、無污染。