CN1250477C - 烧结炉、制造烧结物的方法和烧结物 - Google Patents

烧结炉、制造烧结物的方法和烧结物 Download PDF

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Abstract

一种用于烧结由陶瓷、细陶瓷材料等形成的待烧结物以便生产烧结物的烧结炉及其方法。具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁(28)和内壳(25)形成用于烧结待烧结物(10)的烧结室(16)。在内壳(25)和待烧结物(10)之间保持热平衡，并且待烧结物(10)完全假绝热地隔绝，以便实现更加均匀和能量消耗更小的烧结。绝缘壁(28)的厚度从入口(20)向出口(21)逐渐增加。通过一个设置在烧结炉中的滑架，在烧结室(16)中从入口(20)向出口(21)进给待烧结物(10)。从而，可以在一个烧结炉中容易地形成对应于多个工序的温度分布，以便在该炉子中连续地烧结待烧结物(10)。

Description

烧结炉、制造烧结物的方法和烧结物
技术领域
本发明涉及一种用于烧结由陶瓷、细陶瓷材料等烧结而成的物体以便生产烧结物的烧结炉，一种用于制造烧结物的方法和一种烧结物。
背景技术
过去，电炉或煤气炉被用作用于烧结待烧结物品的烧结炉。然而，由于在从外部加热待烧结物品的情况下，炉内的温度必须逐渐升高以便在待烧结物品的表面和内部之间不会产生任何温度差，所以存在烧结时间较长的问题。
另外，为了解决这一问题，日本审查专利公开No.Sho 58-23349、日本专利公开No.Hei 3-257072和日本专利公开No.Hei 6-87663提出了各种采用微波的烧结炉。微波同时被待烧结物品的表面和内部均匀地吸收。因此，不必担心在加热过程中在待烧结的物体表面和内部之间产生任何温度差。从而，可以提高温度升高的速率以缩短用于大范围烧结烧结所需的时间，并且可以实现均匀的烧结。利用微波烧结待烧结的物品被认为是一种减少用于烧结所需的能量和增加生产待烧结物、特别是工业用陶瓷的产量的技术。
本发明的发明人发现，当利用微波进行烧结时，通过用与待烧结物品的微波吸收特性相同的热绝缘材料包围待烧结的物品产生一个将待烧结物品完全绝缘的假绝热空间。在这种情况下，可以抑制由于辐射冷却在待烧结物品中产生的热梯度并且可以实现更加均匀的烧结。
然而，由于在烧结用上述绝缘材料包围的待烧结物的情况下，微波的能量不仅被待烧结物、而且被绝缘材料所吸收并消耗，所以用于烧结所需的能量显著增加。
为了抑制在绝缘材料中消耗的能量，需要使绝缘材料更薄，以减小其重量和热容。然而，如果绝缘材料制造得较薄，则由绝缘材料向外部的热传导造成的热能损失会增大到与微波给与绝缘材料的热能相比不能忽略的程度。因此，在绝缘材料的内表面和待烧结物品之间产生很大的温度差。因而，假绝热空间的上述假设将不能成立，导致由于辐射冷却在待烧结物中产生温度梯度。
因此，本发明的第一个目的是提供一种可以抑制由于辐射冷却在待烧结物中产生温度梯度、同时试图减少待烧结物所需的能量的烧结炉，及一种制造待烧结物的方法和一种烧结物。
为了批量生产烧结物，优选采用隧道式连续烧结炉，其中，可以连续实施多个工序。在该连续烧结炉中，需要通过沿待烧结物的运送方向改变炉子中的温度以形成一个适当的温度分布。其原因是因为烧结过程的各工序(例如，干燥、预烧结、主烧结)在与其对应的炉子中必须在特定的温度范围内进行。
然而，在利用微波进行烧结的情况下，在形成一个连续空腔的炉子中形成适当的温度分布是很困难的，这是因为微波的电功率密度通过炉子内的多次微波重复反射被分散并均匀化。
因此，本发明的第二个目的是提供一种可以在一个炉子中容易地形成对应于多个工序的温度分布、并且可以在炉子中利用微波连续烧结待烧结物的连续烧结炉，一种制造待烧结物的方法和一种待烧结物。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种用于烧结待烧结物的烧结炉。该烧结炉包括：一个可以用微波自加热的内壳，一个微波发生器，和具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁，该绝缘壁围绕在内壳的外侧。该内壳形成烧结室，并且待烧结物被置于烧结室内。微波发生器经由内壳对待烧结物辐射微波。内壳每单位体积中由微波产生的热量大于待烧结物每单位体积中产生的热量。内壳的内表面温度与待烧结物的表面温度大体相同。
根据本发明的另一个实施例，提供一种制造烧结物的方法，其中，通过对待烧结物辐射微波形成烧结物。该方法包括以下步骤：i)提供一个可以用微波自加热且形成一个烧结室的内壳，其中，内壳的外侧围绕有具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁；ii)将待烧结物放置在烧结室中，内壳单位体积中由微波产生的热量大于待烧结物单位体积中产生的热量；iii)通过一个微波发生器经由内壳对待烧结物辐射微波，以便使内壳的内表面温度与待烧结物的表面温度基本相同，从而形成烧结物。
根据本发明的另一个实施例，提供一种通过上述方法获得的烧结物。
根据本发明的另一个实施例，提供一种利用微波烧结待烧结物的连续烧结炉。该连续烧结炉包括：一个具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁，一个微波发生器和一个进给系统。该绝缘壁形成一个烧结室，并且将待烧结物置于该烧结室中。微波发生器经由绝缘壁对待烧结物辐射微波。进给系统将待烧结物进给到烧结室中。改变烧结室中的温度，以便沿待烧结物的进给方向与待烧结物的烧结工序对应。
根据本发明的另一个实施例，提供一种制造烧结物的方法，其中，通过对待烧结物辐射微波来形成烧结物。该方法包括以下步骤：I)提供一个具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁，该绝缘壁形成一个烧结室；ii)利用一个进给系统将待烧结物置于烧结室中；iii)通过用微波发生器经由绝缘壁对送入烧结室的待烧结物辐射微波，改变烧结室内的温度，以便沿待烧结物的进给方向与待烧结物的烧结工序对应，从而形成烧结物。
根据本发明的另一个实施例，提供一种通过上述方法获得的烧结物。
附图说明
图1是表示本发明的烧结炉的一个实施例的示意性平面剖视图。
图2是表示烧结室的示意性放大平面剖视图。
图3是表示连续烧结炉的第一个实施例的示意性侧剖视图。
图4是表示图3中的烧结炉的示意性放大平面剖视图。
图5是表示绝缘壁的复介电损失与温度的关系的曲线图。
图6是表示连续烧结炉的第二个实施例的平面图。
具体实施方式
以下，将以附图为基础说明本发明的实施例，以便更详细地说明本发明。除非另外提及，否则在所有附图中，类似的标号表示类似的部件。
(烧结炉)
图1是表示第一个实施例的烧结炉的示意性剖视图。该烧结炉用于通过烧结一个待烧结物10来制造烧结物。待烧结物10包括一个由陶瓷材料或细陶瓷材料模制成预定形状的物体。该待烧结物10可以是从模制物、无釉模制物、涂釉模制物和通过对无釉模制物加釉所获得的产品。
该烧结炉包括一个由闭合容器构成的室11。室11可以至少在其内表面上反射微波。在本实施例中，室11可以为由不锈钢制成的2m长、1.1m宽和1.1m高的的方形盒状。
微波振荡器12作为微波发生器通过波导13连接到室11上。微波通过波导13辐射到室11中。微波的频率优选为0.9到100GHz，更优选为0.9至10GHz，最优选为2.45GHz。低于0.9GHz的频率是不优选的，因为波长变得非常长，并且使微波的吸收率减小。相反，频率高于100GHz也不是优选的，因为这需要昂贵的微波振荡器12。当微波频率为2.45GHz时，微波振荡器12可以较小并且价格也较低。在本发明中采用六个输出2.45GHz微波(输出1.5kW)的微波振荡器12(在图中仅表示出了四个)。
一个辅助绝缘壁27在室11内形成一个空间。该绝缘壁27是绝热和微波可透过的。置于主绝缘壁26内的主绝缘壁26和内壳25在该空间中限定出烧结室16，该空间由辅助绝缘壁27确定。内壳25、主绝缘壁26和辅助绝缘壁27构成一个围绕待烧结物10的支架。烧结室16的体积优选为0.3至0.6m3。
主绝缘壁26是绝热和微波可透过的。具有绝热特性的材料，例如氧化铝纤维、氧化铝泡沫被作为用于形成主绝缘壁26的材料。
另一方面，内壳25利用微波对其自身进行加热。每单位体积的内壳25由微波产生的热量必须大于每单位待烧结物10所产生的热量，并且优选等于或小于后者的两倍。作为用于形成内壳25的材料为以模来石为主的材料、以氮化硅为主的材料和铝土，并且根据待烧结物10对它们进行选择。进而，金属氧化物，例如氧化镁、氧化锆或氧化铁、或者无机材料例如碳化硅等所有具有高微波吸收率的材料均可以少量添加到用于形成内壳25的材料中。内壳25的厚度优选在1至2mm的范围内。
进而，该烧结炉包括一个微波搅动系统，用于搅动辐射到室11中的微波。该微波搅动系统包括一个从室11的内表面向内延伸的旋转轴17，多个由旋转轴17支撑的搅动叶片18，和用于绕旋转轴17在其轴线上旋转搅动叶片18的驱动马达19。
下面，将说明采用上述烧结炉的烧结物制造方法。
当制造烧结物时，首先通过将陶瓷材料或细陶瓷材料模制成预定的形状而制成一个待烧结物10。待烧结物10被置于烧结室16中。随后，启动微波振荡器12以将微波辐射到室11中。辐射到室11中的微波通过主绝缘壁26和辅助绝缘壁27传输，并且被吸收到内壳25和待烧结物10中，而被转换成热能。这提高了内壳25和待烧结物10的温度。
由于本实施例的内壳25的厚度比现有的内壳厚度薄，所以由于从内壳25向外部的热传导而造成的热能损失可能增大到与由内壳25利用微波产生的热能的量相比不能忽视的程度。然而，单位体积的内壳25产生的热量大于单位体积的待烧结物10产生的热量。因此，利用在内壳25和待烧结物10之间产生的热量的差，对内壳25的内表面温度和待烧结物10的表面温度之间的差进行补偿。因而，可以保持内壳25和待烧结物之间的热平衡，以便使内壳25的内表面温度基本上等于待烧结物10的表面温度。这表明待烧结物10被完全假绝热地绝缘。内壳25的内表面温度基本上与到烧结物10的表面温度相同之事实表明，两者之间的温度差不至于产生任何有害的热应变。该温度差优选等于或小于20℃。
进而，由于内壳25被加热，同时保持与待烧结物的热平衡，所以利用从内壳25的内表面向待烧结物10辐射的热能，消除了从待烧结物的辐射而造成的热能损失。这时，待烧结物10的辐射损失理论上变为零。即，烧结室16作为一个用于被假绝热地完全绝缘的待烧结物10的封闭空间。因此，抑制了待烧结物10中由于辐射冷却而造成的热梯度的产生。
根据理论分析，如图2所示，当假设作为一种电介质的待烧结物10被作为另一种电介质的内壳25以适当的距离分离开地包围起来时，热传导式可以写成下述等式(1)和(2)。
θ1/t＝κ1(2θ1/x2+2θ1/y2+2θ1/z2)+σ(θ2 4-θ1 4)+2πf/(c1ρ1)E2ε0εr1tanδ1  (1)
θ2/t＝κ1(2θ2/x2+2θ2/y2+2θ2/z2)+σ(θ1 4-θ2 4)+2πf/(c2ρ2)E2ε0εr2tanδ2  (2)
其中θ为温度；κ为热传导率；c为比热；ρ为密度；t为时间；x、y、z是位置；σ是斯忒藩—波尔兹曼常数；f是频率；E是场强；εr是材料的相对电容率；ε0真空的电容率；δ是损失角。下标“1”表示待烧结物10，下标“2”表示内壳25。
在理想的绝热状态下，在待烧结物10的表面上通过辐射、热传导和热传递进入和流出的热量之间的差被设置为零。当待烧结物10的表面温度等于内壳25的内表面的温度时、即热平衡时，实现这种状态。换而言之，由于没有从待烧结物10的表面上产生能量损失、即没有从待烧结物10的内部向表面的热流动，所以温度梯度θ1/x、θ1/y、θ1/z变为零。
因此，上述等式(1)表达如下：
θ1/t＝2πf/(c1ρ1)E2ε0εr1tanδ1  (1’)
上述等式(2)表达如下：
θ2/t＝Prf/(c2ρ2)ε0εr2tanδ2-Ploss/(c2ρ2)  (2’)
其中，X＝0，θ1/t＝θ2/t，θ1/θ2。进而，内壳25为一个封闭空间或相当于一个封闭空间。为了可以在内壳25的内表面建立热平衡，在内壳25的内表面上的能量输入和输出必须为零，即，在内壳25的内表面上θ/x＝0必须为真。因此，满足等式(2’)的条件表达为下述等式(3)：
εr1tanδ1/c1ρ1＝εr2tanδ2/c2ρ2-Ploss/Prf    (3)
并且，其中Prf(＝2πE2ε0)表示微波的电能密度，并且Ploss表示从内壳25向外的能量损失。
上面详细说明的本实施例具有下述效果。
利用从内壳25的内表面辐射的热能消除了通过从待烧结物10的辐射而产生的热能损失，并且待烧结物10的辐射损失理论上为零。因此，抑制了由于待烧结物10中的辐射冷却而造成的热梯度的产生，因此与现有的利用微波的烧结炉相比，可以进行更均匀的烧结。因此，可以抑制待烧结物10中的应变和开裂的发生。
单位体积内壳25中由微波产生的热量大于单位体积待烧结物10中产生的热量。因此，内壳25的重量和热容可以通过减薄壁厚而变小，同时保持待烧结物10和内壳25之间的热平衡。因此，通过抑制在内壳25中消耗的能量，可以减少烧结待烧结物10所需的能量。
通过使主绝缘壁26具有绝热特性和在内壳25的外表面上提供微波可透过性，可以有效地抑制内壳25的热损失。
烧结炉包括多个微波振荡器12和多个入射孔，从微波振荡器12输出的微波穿过入射孔输入到室11中。因此，可以抑制由于电场仅集中在待烧结物10的局部上而造成的斑点状不均匀烧结。
(连续烧结炉)
第一个实施例的连续烧结炉
图3是表示连续烧结炉的第一个实施例的示意性侧剖视图。图4是表示图3中的连续烧结炉的示意性放大局部剖视图。附图中所示的连续烧结炉用于通过对一个待烧结物进行连续烧结来制造烧结物。
该连续烧结炉包括一个呈直线延长的隧道炉式的室11。该室11能够至少在其内表面上反射微波。室11由不锈钢制成。如图4所示，在室11的两端部上设置开口，并且一个为入口8(在图4中左手侧上的开口)而另一个为出口9(在图4中右手侧上的开口)。
如图3所示，象图1中的炉子那样，作为微波发生器的微波振荡器12通过波导13连接到室11上。从微波振荡器12输出的微波经由波导13辐射到室11中。如图1中的烧结炉中的情况所示，微波的频率优选为0.9至100GHz，更优选为0.9至10GHz，最优选为2.45GHz。
在图4中，一个绝缘壁28限定出一个沿室11的长度方向呈直线延伸的烧结室16。开口被置于绝缘壁28的两端部上，并且一个为入口20(图4中左侧的开口)而另一个为出口21(图4中右侧的开口)。
绝缘壁28是绝热和微波可透过的。该绝缘壁28的结构用于使其厚度从入口20向出口21逐渐增加。具有绝热特性的材料，例如氧化铝纤维、氧化铝泡沫被作为用于形成该绝缘壁28的材料。在本实施例中，绝缘壁28包括一个第一绝缘壁26和一个第二绝缘壁27。
优选地，在绝缘壁28中设有一个内壳25，该内壳25利用微波对其自身加热。单位体积内壳25中利用微波产生的热量优选大于单位体积待烧结物10中产生的热量，并且等于或小于后者的两倍。作为用于形成内壳25的材料为以模来石为主的材料、氮化硅为主的材料和氧化铝，并且根据待烧结物10对它们进行选择。进而，具有较大的微波吸收率的金属氧化物，例如氧化镁、氧化锆或氧化铁、或者无机材料、例如碳化硅可以被少量添加到用于形成内壳25的材料中。内壳25的厚度优选为1至2mm。
进而，进给系统设置在连续烧结炉中，用于在烧结室16中从入口20向出口21进给待烧结物10。在本实施例中，进给系统包括一个滑架22。如图3所示，该滑架22具有一个用于将待烧结物10装到其上的安装部分22a和用于移动滑架的连接到安装部分22a上的辊22b。该滑架2不仅在烧结室16内移动待烧结物10，并且从室11的入口8向烧结室16的入口20进给待烧结物10，并且从烧结室16的出口21向室11的出口9进给待烧结物10。由滑架22执行的待烧结物10的进给优选以恒定速度进行。
下面，将说明利用上述连续烧结炉制造烧结物的方法。
当制造烧结物时，首先通过将陶瓷材料或细陶瓷材料模制成预定形状来制造待烧结物10。将待烧结物10置于滑架22的安装部分22a上，并且利用滑架22通过入口20进给到烧结室16中。接着，微波振荡器12启动以向室11幅射微波。入射的微波通过绝缘壁28传递并被吸收到内壳25和待烧结物10中，从而被转换成热能，使得内壳25和待烧结物10的温度均升高。
在本实施例中，绝缘壁28的厚度从入口20向出口21逐渐增加，并且绝缘壁28的绝热效果也从入口20向出口21增加。因此，烧结室16中的温度从入口20向出口21增加。因此，待烧结物从入口20向出口21的进给意味着待烧结物10从低温区逐渐向高温区进给。
图5是表示绝缘壁28的复电介质损耗随温度变化的曲线。如图所示，绝缘壁28的复电介质损耗在几百摄氏度之内基本上与温度成正比，并且在更高的温度区域中呈指数上升。
上面详细描述的实施例具有下述效果。
通过使绝缘壁28的厚度从入口20向出口21逐渐增加，将烧结室16内的温度设置为从入口20向出口21增加。因此，在待烧结物10的烧结过程中，待烧结物10的各处理步骤，例如干燥、预烧结、主烧结等可以在适当的温度下顺序进行。因此，可以通过在一个单一的烧结炉中连续烧结待烧结物10来制造烧结物。
绝缘壁28的厚度在待烧结物10的进给方向上变化。这使得易于在烧结室16中形成特定的温度分布。
待烧结物10在烧结室16中由可以利用微波对自身进行加热的内壳25包围。由于在内壳25中利用微波获得的热能的量显著大于由于从内壳25热传导而损失的热能的量，所以可以在内壳25的内表面和待烧结物10之间保持热平衡。因而，待烧结物被假绝热地完全隔绝开。从而，可以抑制在辐射冷却过程中的待烧结物10中的温度梯度的产生，并且可以实现更均匀的烧结。
第二个实施例的连续烧结炉
现在，将在附图的基础上，以与第一个实施例的不同点为重点详细说明本发明第二个实施例的连续烧结炉。
图6是表示连续烧结炉的第二个实施例的示意性平面图。室11形成一个圆弧形或C形，并且烧结室16也形成一个与前者相对应的圆弧形或C形。
进而，该连续烧结炉包括一个盘形的炉床23。该炉床23可以绕中心点C旋转。待烧结物10被置于炉床23上。通过炉床23的旋转，在烧结室中将待烧结物10从入口20进给到出口21。第二个实施例中的进给系统包括炉床23和驱动系统(未示出)，例如一个马达，用以驱动炉床23。
本实施例具有下述效果。
具有相同长度的直线形烧结炉16受到绝缘壁18的不同温度部分的影响。然而，与直线形烧结室16相比，圆弧形或C形的烧结室16受到绝缘壁18的较小区域的影响。从烧结室16的同一区域中的待烧结物进给方向上可以看到的绝缘壁28的内部区域很小。因此，可以抑制由于绝缘壁28的不同温度部分的热传导而造成的待烧结物上的点状不均匀烧结的产生。
由于进给系统包括炉床23和用于驱动炉床23旋转的驱动系统，所以制造简单。
对于本领域人员来说，很明显本发明可以以各种不同具体形式实施，而不脱离本发明的主旨或范围。特别是，应当理解，本发明可以以下述形式实施。
烧结炉可能进一步包括一个用于预先干燥或使待烧结物10受到无釉烘焙的预处理室。在这种情况下，预处理室与烧结室16平行设置。利用向外辐射的热或从由微波发生器12辐射到烧结室中的微波所传输的微波，使置于预处理室中的待烧结物10进行干燥或无釉烘培。利用该过程，可以增强没有上釉的待烧结物10的干燥或烘培的热效率。
可以通过使绝缘壁28的一个部分与其它部分的材料不同，而沿着待烧结物10的进给方向改变绝缘壁28的绝热性能或微波吸收率。或者，通过使绝缘壁28的一部分与其它部分的密度不同，而使绝缘壁28的绝热性能或微波吸收率可以沿着待烧结物10的进给方向变化。在任何情况下，烧结室16中的温度可以沿进给方向变化。
绝缘壁28除了是两层以外，也可以为一层或两层以上。
进给系统可以变化成这样的进给系统，包括一个具有带传送器和一个用于驱动带传送器的马达等的驱动系统。进而，在第二实施例的连续烧结炉中，所述进给系统可以如第一个实施例中那样由一个具有滑架22的进给系统代替。
取代从入口20至出口21逐渐增加绝缘壁28的厚度，也可以局部设有具有固定厚度或厚度减小的部分。而且，厚度的变化不仅可以是连续的而且可以是阶梯状的。
取代从入口20至出口21逐渐增加烧结室16的温度，沿进给方向也可以局部设有温度恒定或温度减小的部分。进而，烧结室16中的温度变化不必是连续的，也可以是阶段性的。
例子
(例1)
采用如图1所示的实施例的烧结炉，烧结由陶瓷材料制成的待烧结物10(重量：10kg，平均厚度：5mm)获得烧结物(陶瓷)。
在该实施例1中，内壳25由以模来石为主的瓷料制成，并且主绝缘壁(外壳)26由氧化铝纤维板制成。另外，内壳25具有8mm的厚度和45kg的重量，并且，主绝缘壁26为40mm厚度和5kg的重量。内壳25、主绝缘壁26和待烧结物10的物理性能表示在表1中。穿透深度代表在各材料中的微波的电功率密度减半处的进入深度。
表1
  材料   热传导率(kW/m℃)   相对电容率   电介质损耗(tanδ)   密度(kg/m3)   比热(kJ/kg℃)  穿透深度(m)
  内壳   模来石系瓷料   2.1×10-3   6.5   1.5×10-3   1.7×103   0.8  3.4
  外壳   氧化铝纤维板   0.1×10-3   9.5   3×10-5(0.2/3.6×5×10-4)   0.2×103   0.11  150
  待烧结物   陶瓷材料   1.18-1.59×10-3   6   1.5×10-3   2-3×103   0.88  3.5
(例2)
采用如图1所示的实施例的烧结炉，烧结由陶瓷材料制成的待烧结物10(重量：10kg，平均厚度：5mm)获得烧结物(陶瓷)。
在该实施例2中，内壳25由以模来石为主的陶瓷加0.1％的氧化铁(FeO)制成，并且主绝缘壁(外壳)26由氧化铝纤维板制成。另外，内壳25具有2mm的厚度和5kg的重量，并且，主绝缘壁26为40mm厚度和5kg的重量。内壳25、主绝缘壁26和待烧结物10的物理性能表示在表2中。
(表2)
  材料   热传导率(kW/m℃)   相对电容率   电介质损耗(tanδ)   密度(kg/m3)   比热(kJ/kg℃)   穿透深度(m)
  内壳   模来石系陶瓷+FeO   2.1×10-3   6.5   1.8×10-3   1.7×103   0.8   3.0
  外壳   氧化铝纤维板   0.1×10-3   9.5   3×10-5(0.2/3.6×5×10-4)   0.2×103   0.11   150
  待烧结物   陶瓷材料   1.18-1.59×10-3   6   1.5×10-3   2-3×103   0.88   3.5
(例3)
采用如图1所示的实施例的烧结炉，烧结由高纯度(99％)的氧化铝制成的待烧结物10(重量：10kg，平均厚度：5mm)获得烧结物。
在该实施例3中，内壳25由氧化铝加1mol％的氧化锆制成，并且主绝缘壁(外壳)26由氧化铝纤维板制成。另外，内壳25具有1mm的厚度和0.2kg的重量，并且，主绝缘壁26为40mm厚度和5kg的重量。内壳25、主绝缘壁26和待烧结物10的物理性能表示在表3中。
(表3)
  材料   热传导率(kW/m℃)   相对电容率   电介质损耗(tanδ)   密度(kg/m3)   比热(kJ/kg℃)   穿透深度(m)
  内壳   氧化铝+氧化锆   2.4×10-3   9.5   0.8×10-3   3×103   0.8   3.0
  外壳   氧化铝纤维板   0.1×10-3   9.5   3×10-5(0.2/3.6×5×10-4)   0.2×103   0.11   150
  待烧结物   高纯度的氧化铝   2.4×10-3   6   0.5×10-3   3×103   0.8   3.5
本发明的实施例是示例性的并且不限制本发明。本发明不被限制为本说明书中所描述的细节，并且可以在不脱离所附的权利要求及其等同方案的范围内的情况下进行变化。
工业实用性
如上所述，根据本发明的烧结物的烧结炉和制造方法，用于通过烧结由陶瓷材料或细陶瓷材料制成的待烧结物来制造烧结物，并且特别是适于不仅进行待烧结物的制造过程的单一步骤而且进行多个步骤。

Claims (19)

1.一种用于利用微波烧结待烧结物(10)的烧结炉，该烧结炉包括：
内壳(25)，可以用微波自加热且形成烧结室(16)，待烧结物被置于烧结室(16)内；
微波发生器(12)，该微波发生器(16)经由内壳(25)向待烧结物(10)辐射微波；和
具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁(26)，该绝缘壁(26)围绕在内壳(25)的外侧；
其中，每单位体积内壳(25)中由微波产生的热量大于每单位体积待烧结物(10)中产生的热量，并且内壳(25)的内表面温度与待烧结物(10)的表面温度相同。
2.如权利要求1所述的烧结炉，其中，内壳(25)利用微波对自身进行加热，以便补偿内壳(25)的内表面温度和待烧结物(10)的表面温度之间的温度差。
3.如权利要求1所述的烧结炉，其中，每单位体积内壳(25)中利用微波产生的热量等于或小于每单位体积待加热物(10)所产生的热量的两倍。
4.如权利要求1所述的烧结炉，其中，内壳(25)包含具有高微波吸收率的金属氧化物或无机物材料。
5.如权利要求3所述的烧结物，其中，内壳(25)包含具有高微波吸收率的金属氧化物或无机物材料。
6.一种制造烧结物的方法，其中，通过向待烧结物辐射微波形成烧结物，该方法包括以下步骤；
提供可以用微波自加热且形成烧结室(16)的内壳(25)，其中，内壳的外侧围绕有具有绝热特性和微波可透过性的绝缘壁；
将待烧结物(10)放置在烧结室(16)中，每单位体积的内壳(25)中利用微波产生的热量大于每单位体积的待烧结物(10)中产生的热量；
通过用微波发生器(12)经由内壳(25)向待烧结物(10)辐射微波，以便使内壳(25)的内表面温度与待烧结物(10)的表面温度相同，从而形成烧结物。
7.一种利用微波烧结待烧结物(10)的连续烧结炉，包括：
可以用微波自加热且形成烧结室(16)的内壳(25)，其中，待烧结物(10)放置在烧结室(16)中；
微波可透过的绝缘壁(28)，其中绝缘壁(28)具有绝热特性和微波可透过性；
微波发生器(12)，用于经由内壳(25)和绝缘壁(28)向待烧结物(10)辐射微波；和
进给系统，用于将待烧结物(10)进给到烧结室(16)中，
其中，改变烧结室(16)中的温度，以便沿待烧结物(10)的进给方向与待烧结物(10)的烧结工序对应。
8.如权利要求7所述的连续烧结炉，其中，通过沿进给方向改变绝缘壁(28)的厚度，改变烧结室(16)中的温度，使得沿待烧结物(10)的进给方向与待烧结物(10)的烧结工序对应。
9.如权利要求7所述的连续烧结炉，其中，通过沿进给方向改变绝缘壁(28)的绝热特性或微波透过率，改变烧结室(16)中的温度，使得沿待烧结物(10)的方向与待烧结物(10)的烧结过程对应。
10.如权利要求7所述的连续烧结炉，其中，该烧结室(16)包括入口(20)和面对入口(20)的出口(21)，并且进给系统从入口(20)通过烧结炉(16)向出口(21)进给待烧结物(10)。
11.如权利要求10所述的连续烧结炉，其中，绝缘壁(28)的厚度从入口(20)向出口(21)逐渐增加。
12.如权利要求7至10中任何一项所述的连续烧结炉，其中，烧结室(16)为圆弧形。
13.如权利要求7至10中任何一项所述的连续烧结炉，其中，进给系统具有位于烧结室(16)之下的炉床(23)，待烧结物(10)被置于炉床(23)上，并且通过旋转炉床(23)进给待烧结物。
14.如权利要求7至10中任何一项所述的连续烧结炉，其中，烧结室(16)为直线形。
15.如权利要求7至10中任何一项所述的连续烧结炉，其中，进给系统包括滑架(22)，所述滑架(22)具有将待烧结物(10)置于其上的安装部分(22a)和连接到安装部分(22a)上以便移动滑架的辊(22b)，并且待烧结物(10)被置于安装部分(22a)上且通过滑架(22)的运动来携载。
16.如权利要求7至10中任何一项所述的连续烧结炉，其中，该内壳(25)包围待烧结物(10)，并且每单位体积的内壳(25)中利用微波产生的热量大于每单位体积的待烧结物(10)中产生的热量，并且，内壳(25)的内表面温度与待烧结物(10)的表面温度相同。
17.如权利要求7至10中任何一项所述的连续烧结炉，进一步包括与烧结室(16)平行设置的预处理室；
其中，采用辐射热或利用微波发生器(12)辐射到烧结室(16)中的微波引起的从绝缘壁(28)的外表面发射的微波，对预处理室中的待烧结物(10)进行干燥或无釉烘培。
18.一种制造烧结物的方法，其中，通过向待烧结物照射微波来形成烧结物，该方法包括以下步骤：
设置微波可渗透的绝缘壁(28)，该绝缘壁(28)形成烧结室(16)；
利用进给系统将待烧结物(10)置于烧结室(16)中；
通过用微波发生器(12)经由绝缘壁(28)对送入烧结室(16)的待烧结物(10)辐射微波，以便沿待烧结物(10)的进给方向对应于待烧结物(10)的烧结工序改变烧结室(16)内的温度，从而形成烧结物。
19.如权利要求18所述的方法，其中，当待烧结物(10)沿进给方向前进时，烧结室(16)中的温度逐渐增加。
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