高功率微波窗口材料的研究进展

综述了高功率微波窗口材料的发展及应用现状,比较分析了几种常用的高功率微波窗口材料的特性,叙述了这几种窗口材料的制备方法,指出了在制备过程中遇到的一些问题,并提出了改进的方法。并且为了满足高功率微波窗口材料的需求对新型介质窗材料进行了探索。最后展望了微波窗口材料的研究和发展趋势。     

微波介质陶瓷及器件研究进展

现代移动通信、无线局域网、全球卫星定位系统等技术的革新，对以微波介质陶瓷为基础的微波电路器件提出了更高的要求，各种微型化、高频化、片式化、模块化的新型微波介质陶瓷器件及相关介质陶瓷得到迅速发展。综述了近几年在高介电常数、高频、低温烧结微波介质陶瓷方面的进展，对不同材料体系的离子取代、离子置换、低熔点烧结助剂对微波介质陶瓷结构、介电性能的影响进行了分析讨论。概述了介质谐振型、叠层型、功能模块型微波介质陶瓷器件的研究和生产情况，重点论述了与低温共烧技术相关的介质陶瓷、器件及模块的进展，探讨了材料特性、微波器件结构与微波特性之间的关系，并指出了今后微波介质陶瓷及器件的发展方向。     

微波介质陶瓷低温共烧研究现状

微波介质陶瓷具有低介电常数、高品质因数和近零谐振频率温度系数的特点,满足微波器件向小型化、低成本化、集成化、和多功能化方向发展的特点。而微波介质陶瓷低温共烧又是满足微波介质电子元器件不断向小型化,轻量化,高集成度和高性能方向发展重要途径。本文对微波介质陶瓷实现低温共烧的途径进行了介绍,主要介绍了四种实现微波介质陶瓷低温共烧的方法。     

微波介质陶瓷及其展望

综述了微波介质陶瓷材料的特性和发展现状，介绍了几种重要的微波介质陶瓷体系，讨论了微波介质陶瓷性能的影响因素，指出了改善其性能的途径和微波介质陶瓷的预期进展。     

吸波材料辅助的液体物料微波冷冻干燥多物理场耦合模型

为了研究吸波材料辅助微波加热对传统冷冻干燥过程的强化作用,建立了多孔介质温度、浓度和电磁场耦合的多相传递模型;以烧结的碳化硅(SiC)为吸波材料、以甘露醇水溶液为待干料液进行了微波冷冻干燥实验,并测定了甘露醇固体的介电特性。模拟和实验结果均表明,吸波材料对初始非饱和多孔物料微波冷冻干燥具有显著的强化作用。初始非饱和样品微波冷冻干燥时间比传统冷冻干燥缩短了18%,比常规饱和样品传统冷冻干燥缩短了30%。模拟结果与实验数据吻合良好。这表明提出的新型干燥方法确实能够实现过程传热传质的同时强化。通过考察样品内部温度、饱和度和电场强度的实时分布,分析了微波冷冻干燥过程的传热传质和电磁波传播与耗散机理。在微波冷冻干燥过程中,初始非饱和样品累计吸收的辐射能和微波能的总和与传统冷冻干燥相当。这说明,该干燥方法只是提高了能量效率,从而大幅缩短了冷冻干燥时间。     

基于冷烧结技术的微波介质陶瓷研究进展

微波介质陶瓷作为介质材料被广泛应用于物联网、工业互联网、5G通信、全球卫星通信系统的无源器件中。从微波介质陶瓷的研究背景出发,介绍了冷烧结的致密机理和工艺参数,总结了冷烧结微波介质陶瓷的主要材料体系和器件,指出了冷烧结微波介质陶瓷的主要问题和发展前景。冷烧结技术具有烧结温度低(<300℃)、可共烧异质材料、烧结前后晶粒尺寸差异小、制备工艺简单、节能环保等多种优点,在多层共烧陶瓷和微波系统集成方面具有潜在应用。     

微波介质陶瓷

微波介质陶瓷作为广泛应用于微波谐振器、滤波器、介质基板、移相器等现代移动通信设备的核心材料,大大促进了现代通信事业的飞速发展。本文综述了近几十年来微波介质陶瓷的研究现状,以及各类体系微波介质陶瓷发展的最新进展,同时对微波介质陶瓷的发展趋势进行了讨论。     

固有烧结温度低的微波介质陶瓷

微波介质陶瓷是现代通讯技术中的关键基础材料。在制备多层微波介质片时,为了使用Cu、Ni等低熔点电极,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。开发固有烧结温度低(<1060℃)同时具有良好性能的微波介质材料成为必然的选择。本文简要介绍了7类固有烧结温度低的微波介质陶瓷的烧结特性与微波介电性能,同时也指出了研究中存在的一些问题。     

微波化学反应器中微波辐射器的一体化设计与优化

讨论了一种用于微波化学反应器中的微波辐射器的一体化设计与优化方法。辐射器在工作过程中温度变化剧烈,由此产生的热应力可能造成辐射器破裂,导致反应器不能正常工作,甚至出现爆炸。为避免出现上述现象,基于有限元方法,首先根据电磁场边界条件,对辐射器的传输特性进行分析,初步优化其结构参数,保证辐射器的反射系数尽可能小,以减小微波能量在传输过程中的损耗,然后采用多物理场耦合分析方法,对辐射器进行优化设计,降低了辐射器工作过程中产生的热应力,并避免了在结构突变以及衔接部位产生过大的热应力,改善了辐射器的结构稳定性。     

合成和烧结工艺对微波介质陶瓷性能的影响

综述了微波介质陶瓷的性能与最新的研究进展,分析了合成方法对微波介质陶瓷介电性能的影响,总结了微波介质陶瓷的烧结工艺对其性能的影响,指出了微波介质陶瓷的问题及今后的发展方向。     

微波化学反应用聚四氟乙烯容器的透波性能

因聚四氟乙烯（PTFE）具有较低的复介电常数,其作为透波材料而被广泛用作微波化学反应用容器。透波材料的介电特性和透波性能对微波化学反应的速率和效果具有重要影响。本研究首先利用谐振腔微扰法测量了PTFE在23~250℃范围内的复介电常数,并分析了该材料介电属性的温度特性;其次,基于电磁波传输原理,计算了该材料受到不同因素影响下的功率透过系数（T²）,并对该材料的透波性能进行了分析。研究表明,随着温度的增加,PTFE的介电常数逐渐减小,损耗正切逐渐增大,但是二者变化幅度较小;在水平（TM）极化中存在一个布儒斯特角θ_B,当微波以该角度入射时会发生全透射现象;TM极化下的T²随着入射角的增大先增大后减小,垂直（TE）极化下的T²随着入射角的增加而减小,TM极化下的整体透波性能要优于TE极化;随着容器壁厚的增加,透波性能波动变化,存在极大值和极小值;在相同容器壁厚范围内（0~0.1m）,2450MHz频率下对应高透波性能的厚度值要多于915MHz。研究还表明,微波入射角度较小时,PTFE的T²始终保持在0.87~0.99之间,透波性能较好。最后给出了微波以不同频率入射时PTFE的优选壁厚以供实际应用过程中进行参考。     

Dielectric properties of polymers at microwave frequencies: a review

A review of the dielectric loss spectra of polymers at microwave frequencies has been carried out. While the main focus of attention is the frequency range from 100 MHz to 100 GHz, loss spectra outside this region are also reviewed because variations in temperature can cause a shift of dielectric loss into or out of the microwave range. A large volume of data for low loss polymers (polyethylene, polypropylene and poly(tetrafluoroethylene)), which are used in the communications industry, was available for review. Other polymers, for which data were available and which have significant loss at microwave frequencies are: polystyrene, poly(vinylchloride), poly(vinylidene chloride), poly(vinylidene fluoride), poly(methyl-methacrylate), poly(methyl acrylate), poly(oxymethylene), poly(ethylene oxide), poly(propylene oxide), polyacetylene, and poly(sulphur nitride). Also, the microwave dielectric properties of engineering thermoplastics such as poly(phenylene oxide), polycarbonate and polysulphane have been reviewed. The origins of microwave dielectric loss in polymers are categorized as: (a) dipolar absorption dispersions in both crystalline and amorphous polymers; (b) dipolar losses due to impurities, additives or fillers in a polymer material; (c) microwave absorption in conducting polymers (polyacetylene and poly(sulphur nitride)) for which the current carriers are electrons; and (d) photon-phonon absorption spectra corresponding to the density of states in amorphous regions of a polymer material.     

BST/MgO系铁电移相材料微波电性能的研究

采用正交设计实验方法分析了SnO2、MnCO3、B i2O3和A l2O3添加量对BST/MgO系铁电移相材料微波电性能影响。实验结果表明:SnO2的引入促进样品烧结,有助于降低低频和微波损耗,但过多的加入会产生第二相,会使微波损耗上升。Mn受主取代Ti产生空穴等缺陷,不利于微波损耗的降低,而等价取代类似SnO2的情况,有助于降低微波损耗,但过多的加入会产生第二相,也会使微波损耗上升。B i2O3对材料微波电性能有显著的影响,从离子半径匹配角度,B i2O3一般出现在晶粒间,形成玻璃相,一方面促进烧结,使致密化提高,低频损耗变小;另一方面低熔点的玻璃相引起微波损耗急剧上升。A l2O3对材料电性能影响不显著。     

微波加热用透波材料的研究进展

微波加热技术因其绿色环保、体积加热、选择性加热等优势,已被广泛应用于化工强化、金属冶炼、陶瓷烧结、食品加工等众多领域,但微波在反应器内普遍存在透波效果差、微波利用率低等问题。随着微波加热技术的不断发展,微波加热设备中透波材料的选用越来越受到大家的关注。本文主要针对透波材料在微波加热领域中的应用现状进行综述,对透波材料的种类进行简要介绍,分别从微波加热用容器和保温材料两方面进行论述。详细介绍了氧化物、氮化物、硅酸盐、磷酸盐等高温透波材料及聚四氟乙烯、玻纤增强树脂基、环氧树脂等中、低温透波材料的研究进展,并具体论述了目前微波加热常用纤维棉、纤维毯和纤维板等各种陶瓷纤维制品的介电特性和透波性能,最后指出了目前微波加热用透波材料普遍存在的问题,并对透波材料的应用和发展作出了展望。     

低介电常数微波介质陶瓷的研究进展

近年来通讯技术所利用的微波频率越来越高,传输信息量也越来越大,要求的传输速度和质量也越来越高,就需要低损耗、高品质因数、谐振频率温度系数近于零的低介电常数微波介质陶瓷来实现.本文根据低介电常数微波介质陶瓷的典型研究体系将其分成不同种类,对其研究现状进行详细介绍,最后总结了各种类低介电常数微波介质陶瓷的研究发展情况.     

Effect of microwave energy dissipation on drying process of berry puree under microwave foam drying conditions

ABSTRACT

Microwave foam drying (MFD) is a novel drying technology particularly for the drying of agricultural products with high viscosity and thermal-sensitive components. The effect of dissipation of microwave energy on the drying process of berry puree was investigated in MFD conditions. The results show that the dissipation of microwave energy induces the vapor pressure inside the berry puree to improve the formation of bubbles. The changes of pressure inside bubbles of berry puree follow Sine equations. The favorable conditions of bubbles formation inside berry puree are the temperature of 70–80°C with the corresponding viscosity of 70–80?pa?s and moisture content of 80–85% (wb). The dissipation of microwave energy in berry puree tends to decaying trend due to the changes of dielectric properties. Moisture content has the most significant positive effect on both dielectric constant and dielectric loss factor of berry puree, followed by the density, and the drying temperature has the least but significant effect on both indicators. The focusing phenomenon of microwave irradiation depended on the dielectric properties determines the distribution of temperature of berry puree. The findings in current work contribute to a better understanding the MFD behavior of berry puree and will help to optimize the drying conditions of MFD for enhancing energy efficiency and drying quality.     

微波辐照下炭材料升温特性试验研究

为研究微波功率、活性炭粒径、载气流速对活性炭升温规律的影响,利用微波加热综合试验平台进行活性炭微波加热升温试验,研究了不同因素下活性炭的升温特性。结果表明:相同前提下,随着微波功率的增大,2种活性炭(木质活性炭、煤质活性炭)的升温速率不断加快,最高温度随之提高,微波功率从240~400 W时,木质活性炭在10~16 min平均温度增幅达93℃,明显大于煤质活性炭;增加粒径导致木质活性炭达到的最终温度有所降低,且升温速率减小;提高载气流速可减缓木质活性炭的升温速率并降低其最高温度。获取最高活性炭温度的最佳试验工况为微波功率P为400 W、活性炭粒径d≤1 mm、载气流速Q为60 L/h。     

Flow enhancement in liquid composite molding processes by online microwave resin preheating

Liquid composite molding techniques are increasingly applied for the manufacturing of fiber-reinforced plastic components for civil, aerospace, and automotive applications. Being the preform impregnation a key step during the process, resin viscosity should meet the precise requirements. Opportune resin preheating increases its fluency, thus enhancing the impregnation and saturation flow through the fabric and reducing the mold filling time. This paper explores the application of microwave technology for resin preheating. The integration of an online microwave preheating system within a demonstrative resin infusion facility is described and the effects of preheating on the infusion time are discussed. Parallel-plate dielectric sensors were embedded into the mold to track the unheated and preheated resin flow through the fiber preform. The obtained results highlighted the effectiveness of online microwave heating to reduce the time required for the impregnation of the dry fiber reinforcement.