Сотрудники лаборатории микроволновой обработки материалов ИПФ РАН установили, что при достаточной интенсивности микроволнового излучения объемный нагрев порошковой заготовки приводит к развитию тепловой неустойчивости, которая сопровождается сверхбыстрым (за время порядка или менее 1 мин.) спеканием материала до практически полной плотности.
Для экспериментальных исследований процессов высокоскоростного спекания были использованы разработанные в ИПФ РАН гиротронные комплексы для высокотемпературной микроволновой обработки материалов.
В состав комплекса входят источник микроволнового излучения – гиротрон с выходной мощностью 6 кВт, работающий на частоте 24 ГГц, линия передачи излучения, рабочая камера объемом 0,1 м3, комплект источников питания и средств диагностики.
Для реализации процессов высокоскоростного спекания разработана прецизионная система автоматического управления, позволяющая с высокой точностью поддерживать заданный режим нагрева. В исследованиях использовались высококачественные ультрадисперсные порошковые материалы, созданные специалистами Института химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН (ИХВВ РАН).
Эффект высокоскоростного спекания при микроволновом нагреве был продемонстрирован для широкого класса оксидных керамических и композиционных материалов функционального и конструкционного назначения. В частности, было показано, что микроструктура и свойства получаемых образцов зависят от плотности мощности микроволнового излучения, поглощаемой в объеме материала в процессе нагрева. Это открывает возможности управления свойствами создаваемых материалов выбором режимов микроволновой обработки.
Фото: Пресс-служба ИПФ РАН