应用中间介质量热法研究固体物料的微波吸收能力

摘要

固体物料与微波能否发生相互作用以及相互作用的强弱是微波加热应用的基础。应用材料吸收微波能量的理论计算公式P=2πfε0ε″E2需要材料的介电常数、电场强度等基础数据，而这些基础数据受材料粒度、纯度、温度等因素影响，实际中难以获得，因此，该理论计算公式难以预测固体物料吸收微波的能力。采用测温仪直接测量材料在微波场中的温度变化来反映材料吸收微波的能力时，对测温仪要求高，且所测量的温度难以反映材料温度升高的真实状况。因此，本论文应用中间介质量热法新方法来研究固体物料的微波吸收能力，为合理应用微波加热技术提供依据。
　　 中间介质量热法是将固体物料和中间水介质同时放入微波谐振腔内加热，通过测量中间水介质的温度来计算不同材料吸收微波的能力。该方法由广西大学发明，获得了国家发明专利。本论研究了试剂级化合物和矿石(矿物)原料共24种固体物料吸收微波的能力及有关因素的影响规律。结果表明：
　　 (1)应用中间介质量热法测量固体物料的微波吸收能力，不仅测量方法简单易行，而且不受材料的形状、尺寸、质量限制，可测量纯物质的吸波能力，也可测量混合物质的吸收微波能力。
　　 (2)本论文实验工作条件下，测试的适宜工作条件和参数为：采用自来水作为中间介质，水介质质量500-600 g，微波辐射时间小于240 s，固体物料的微波容器材料为高纯石英，采用多次重复测量，利用其平均值来提高数据的可靠性和代表性。
　　 (3)固体物料吸收微波的能力与物料类别、物料颜色、金属阳离子种类、盐类物料的结晶水数量等没有明显的相关性，因此，采用物料类别、物料颜色、金属阳离子种类、盐类物料的结晶水数量等难以直接评判物料的吸收微波能力。
　　 (4)所研究的固体物料中，氧化铜、二氧化锰表现出最强的吸收微波能力，其次是硫酸锰，二氧化硅不吸收微波；矿石(物)样品中，铅锑精矿的吸收微波能力最强，硫精矿有一定的微波吸收能力，而锌精矿基本不吸收微波。
　　 (5)微波辐射时间、微波输出功率在所实验的范围内对物料吸收微波能力的影响较小，物料混合也不影响各自的微波吸收效果，但对吸收微波能力较强的物料而言，增加物料的量会改变水介质和物料吸波能量的分配关系。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 微波概述

1.1.1 微波的概念

1.1.2 微波的产生

1.1.3 微波的传输

1.2 微波与材料的相互作用

1.2.1 微波场中微波与材料相互作用机理

1.2.2 微波加热的应用

1.3 微波在矿业领域研究的现状

1.3.1 微波加热在矿业工程中的应用

1.3.2 微波冶金面临的问题

1.4 课题的目的、意义及研究内容

1.4.1 课题目的及意义

1.4.2 研究内容

第二章 实验材料及研究方法

2.1 实验材料

2.1.1 单一固体纯化合物

2.1.2 碳质物料

2.1.3 物料(石)样品

2.2 研究方法

2.2.1 仪器与设备

2.2.2 中间介质量热法基本原理

2.2.3 中间介质量热法测试要求和步骤

第三章 中间介质量热法测试条件的优化

3.1 固体物料加热容器材质

3.2 中间介质盛放容器

3.3 中间介质用量

3.4 重复实验要求

3.5 本章小结

第四章 固体物料微波吸收能力研究

4.1 试剂级固体纯化合物的微波吸收能力

4.1.1 单一纯化合物的微波吸收能力

4.1.2 混合固体化合物的微波吸收能力

4.2 碳质物的微波吸收能力

4.3 矿物(石)原料微波吸收能力

4.3.1 单一矿物(石)的微波吸收能力

4.3.2 混合矿样的微波吸收能力

4.4 本章小结

第五章 结论

附表

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文