微波技术在各领域的应用.doc

1、微波技术在各领域的应用发布来源：三乐微波 发布时间：2014/5/30 8:57:00一、微波原理 微波是指波长在 1mm1000mm、频率在 300MHz-300GHz 范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波和短波相比来说，要“微小”得多，所以称之为“微波”。微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断的得到发展和应用，19 世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究，仅证实了麦克斯韦的一个预言电磁波的存在。20 世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936 年 4 月美国科学家South Worth 用直径为 12.5c

2、m 青铜管将 9cm 的电磁波传输了 260m 远，波导传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个语言电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，有提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在 1943 年终于制造除了第一台微波雷达，工作波长在 10cm。在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行了探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。第二次世界大战后，微波技术进一步迅速发展，不进系统研究了微波技术的传输理论，而且

3、向着多方面的应用发展，并且一直在不断的完善，我国开始研究和利用微波技术实在 20 世界 70 年代初期，首先在连续波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。此后我国在微波领域迅速发展，80 年代我公司生产出中国第一台微波炉，到目前为止，家用微波炉、工业微波应用等系列产品微波产品接近或达到世界先进水平。微波通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿透而不被吸收；对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热；而对金属类东西，则会反射微波。从电子学和物理学观点来看，微波这段电磁频谱具有不同于其他波段的如下重要特点：1 穿透性

4、微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。微波透入介质时，由于微波能与介质发生一定的相互作用，以微波频率 2450MHz，使介质的分子每秒产生 24 亿五千万次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。2 选择性加热 物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微

5、波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。因此，对于食品来说，含水量的多少对微波加热效果影响很大。3 热惯性小 微波对介质材料是瞬时加热升温，升温速度快。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。4 似光性 微波波长非常小，当微波照射到某些物体上时，将产生显著的反射和折射，就和光线的反、折射一样。同时微波传播的特性也和几何光学相似，能像光线一样地直线传播

6、和容易集中，即具有似光性。5 穿透性 微波照射于介质物体时，能深入该物体内部的特性称为穿透性。例如微波是射频波谱中惟一能穿透电离层的电磁波（光波除外）。 6 信息性 微波波段的信息容量是非常巨大的，即使是很小的相对带宽，其可用的频带也是很宽的，可达数百甚至上千兆赫。7 非电离性 微波的量子能量不够大，因而不会改变物质分子的内部结构或破坏其分子的化学键，所以微波和物体之间的作用是非电离的。二、微波技术的工业应用现代微波设备就是利用微波的这些特性，运用技术手段在各行业进行应用和发展，目前我公司目前主要应用有：1 食品、保健品工业 利用微波可对食品、保健品进行灭菌、脱水、烘干、膨化、调味、脱腥、解冻

7、、催陈和保鲜处理。目前已用于奶粉、奶酪、壮骨粉、洋参丸、豆粉、月饼、糕点、方便面、牛肉干、肉脯、肉条、肉松、鱼干片、鱼松、贝类、盐水鸭、解冻鱼肉禽蛋、酱菜、土豆片、腰果、花生、瓜子、大豆、白酒、黄酒、啤酒、牛奶、口服液、中药材等的生产中。2 木材加工 采用大功率微波干燥机对 2-10 公分厚的木板进行烘干，干燥速度快、木材不开裂、变形小、同时可杀死木材内部的卵虫和幼虫，中高档家具、地板、包装材料用途木料的处理最为合适。微波也可对竹木复合板和拼板交接的固化处理也很理想。3 杀虫灭菌 应用微波加热技术能在较低的湿度下灭菌杀虫，若用微波处理食品和物料，在 50-80 度时就能起到杀虫灭菌作用。目前广

8、泛应用到大米、谷物、豆类、烟叶处理、竹材、木料、纸张、食品、医药等行业等。4 橡胶工业 微波技术应用到橡胶工业中的橡胶硫化工艺中，与常规加热保温相结合，大大提高橡胶硫化时间和效率。目前在河北衡水地区、山东地区广泛使用。5 陶瓷工业 微波高温可应用于陶瓷工业，将传统加热和微波加热方法相结合使用，可大大缩短陶瓷的干燥时间，同时不影响陶瓷烧制的成品率。6 煤炭干燥 煤炭开采后通常含水率较高(35%左右)，如果采用常规烘干方法进行干燥，速度慢、效率低，干燥不彻底，采用微波法干燥，可以使煤炭内外同时升温，是水分蒸发，实现脱水干燥，效率得到大大提高。7 微波等离子技术 半导体生产工艺中已经采用微波等离子体

9、技术，可进行蚀刻、溅射、气相沉积、氧化硅片；可用于金属、合金、非金属的表面处理；可用于陶瓷的高温烧结；可用于等离子体光谱分析，可检测十几种元素，另外还用于分解有毒化合物。8 微波医疗垃圾处理技术 利用微波技术在无氧或缺氧状态下，使微波承载体迅速升至高温，使得医疗垃圾在极短时间内迅速处于高温状态，直接灰化，极大降低了燃烧过程中有毒气体的产生。烟气中气体再采用微波等离子体火炬进行高温裂解，整个处理过程和处理环境实现全封闭无害化处理。此项技术的应用优于常规处理方法，开拓了微波应用的新领域。9 污水处理 利用微波非热效应和热效应选择吸波的“敏化剂”把微波能传给水中的污染物而诱发化学反应，通过物理及化学作用对水中的污染物进行降解、转化、加速流体中固、液分离，从而实现污水净化的目的，是水处理领域中一场崭新的革命。10 微波制碳 利用微波技术对竹子进行高温裂解，制作竹炭，大大提高生产效率，同时还能提取到竹醋液，竹焦油等产品，具有较高的经济价值，优于传统窑炉方法制作竹炭，目前正在大力开始推广使用。