一种新型微波合成方法与设备的研究

摘要

粉体材料有着十分广阔的应用前景和市场前景。其中氧化物粉体是一类应用非常广泛的粉体材料。对氧化物粉体进行其它元素的掺杂形成多组分氧化物粉体，可以使其性能获得较大的提高，在实际应用中有着重要的价值。喷雾热解法作为一种重要的粉体材料合成方法，工序简单，生产过程连续、可控，制备的粉体材料呈规则的球形，组分均匀，团聚少，纯度高。论文采用高速离心喷雾塔和电加热反应釜分别合成镍锰氧化物粉体材料，探索同时精确控制颗粒形貌和成分的方法，将微波加热引入喷雾热解中，研究多组分金属氧化物粉体材料的微波喷雾合成方法及设备的设计。
　　微波加热是一种新型的加热方式，具有加热快速、均匀、选择性加热和热效率高等特点。论文采用HFSS软件模拟微波加热腔体内的电场分布。发现底面电场强度的最大值比中间平面电场强度大，而中间平面电场强度的分布比底面电场分布均匀。
　　在实验结果和数值模拟的基础上，论文设计了一台微波热分解设备。该设备主要由微波加热系统、超声雾化装置和抽滤系统组成。设备采用微波作为能源，不会对环境造成污染，采用超声雾化的方式可以将前躯体溶液均匀雾化成1~5μm的超微粒子。抽滤系统利用水对微波的强烈吸收特性，能够有效防止微波泄漏。该设备解决了传统喷雾热解设备体积庞大，热效率低，清洗困难，粉体容易被污染，噪音污染严重等问题。

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CONTENTS

1 前 言

1.1 粉体材料合成方法综述

1.2 微波合成方法

1.3 本论文的研究内容

2 实验

2.1 实验方案

2.2 实验药品及设备

2.3 实验参数

2.4 喷雾热解法合成镍锰氧化物粉体

2.5 沉淀法合成镍锰氧化物粉体

2.6 实验结果分析

3 微波炉内电场的模拟

3.1 麦克斯韦方程

3.2 时域有限差分法

3.3 HFSS模拟

4 微波热分解设备的研制

4.1 微波热分解设备的设计思路

4.2 微波热分解设备的组成

4.3 微波合成实验

5 结 论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文