JP2003519071A - セラミックを焼成するためのハイブリッド方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、セラミックを焼成するためのマイクロ波補助キルン内のマイクロ波エネルギーおよび従来の放射熱または対流熱の量を制御する方法に関する。この方法は、セラミック材料に調節可能なマイクロ波発生器(16)からの電磁マイクロ波放射線を照射することにより、セラミック材料を熱エネルギーにさらす工程を含む。セラミックがさらされるマイクロ波パワーは、セラミック体(14)をその焼結均熱温度まで加熱するのに十分な量のマイクロ波パワーを提供する所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルにしたがって、時間により変更される。さらに、この方法は、セラミック製品の心部温度および表面温度を連続的に測定し、２つの測定した温度間の差に応じて従来の熱の量を制御する各工程を含む。従来の熱は、表面温度が、表面温度およびコア温度の温度差が許容レベルにそれによって維持される温度であるようなレベルに調節される。マイクロ波パワーおよび従来の熱の両方を用いたセラミック製品の焼成は、セラミック製品の焼結を完了するための所定の期間に亘りその製品が一般に保持される保持温度、いわゆる、焼結均熱または保持温度まで続けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本出願は、1999年12月28日に出願された、米国特許出願第09/473,864号の一部
継続出願である。

【０００２】 発明の背景 １． 発明の分野 本発明はセラミック材料を製造する方法に関する。本発明は、特に、マイクロ
波加熱および従来の加熱を含むセラミックを焼成するためのハイブリッド方法に
関し、より詳しくは、マイクロ波エネルギーおよび従来の放射／対流エネルギー
の比率を別々に制御することにより、加熱速度を効率的に制御する方法に関する
。

【０００３】 ２． 関連技術の議論 セラミック材料の製造に用いられる従来の加熱は、一般に、放射ガス加熱また
は電気抵抗加熱を含む。従来の放射／対流加熱を利用すると、一般に、放射加熱
は表面のみに施され、これは、セラミック物体の熱伝導率に依存して、一般的に
不十分に、表面下の温度およびその小片の内部の温度に影響を与えるという事実
のために、セラミック物体内に温度差が生じる。言い換えれば、従来の加熱は、
セラミック物体の表面への放射または対流と、その後の表面から内部への伝導に
より主に達成される熱伝達を含む。大きすぎる心部−表面温度差が発生した場合
、セラミック物体に歪みおよび内部亀裂が生じることがある。急速な焼成はさら
に、不十分な熱伝達、および最終的には亀裂のこの問題を悪化させる。さらに、
心部−表面に熱勾配が存在すると、不均一な焼結、特に、内部焼結よりも先であ
り、かつそれより速い速度での表面焼結となってしまう。その結果、セラミック
物体は、不均一な特性を示すであろう。望ましくはない解決策としては、加熱速
度を減少させることや、ある温度で長く保持することがある。これらの望ましく
ない解決策の各々は、熱エネルギーをセラミック物体の心部に伝導させ、これは
転じて、セラミック物体の心部の温度を表面の温度に「追い付かせ」、それによ
って、表面／心部の温度差を最小にしている。要するに、従来の放射または対流
加熱の理論的制限のために、小さな寸法を有するセラミック物体を除いて、全て
のセラミック物体についての加熱速度が一般に遅くなる。

【０００４】 また、セラミック物体を焼成するのに、セラミックのマイクロ波加熱がうまく
用いられてきた。従来の加熱と比較して、マイクロ波加熱は、セラミック物体内
への直接的なエネルギーの投入(depositing)を含み、容積加熱機構を含む。言い
換えれば、マイクロ波エネルギーの利用は、セラミック製品の表面にというより
もむしろ、製品の全断面へのエネルギーの均一な施用を提供することを含む。セ
ラミック物体のマイクロ波加熱は、この容積加熱のために、従来の放射加熱より
もずっと速いけれども、放射加熱と同様に、セラミック物体は温度差を示す。し
かしながら、これは、セラミック物体の心部が表面の温度よりも高い温度を示す
ので反対の温度差である。特に、低い温度から中位の温度でのマイクロ波エネル
ギーの一般に不十分な吸収体であるセラミック材料は、高温でマイクロ波により
加熱されるので、セラミック物体の内部は、非常に急速に多量のマイクロ波エネ
ルギーを吸収し始める。この効果は、熱暴走(thermal runaway)として知られて
いる。セラミック物体の表面は、心部と共に加熱されるが、表面はその熱エネル
ギーの多くを、セラミック材料の平均温度よりも一般に低い周囲に急速に失って
しまう。その心部がマイクロ波エネルギーを優先的に吸収し始めるにつれて、こ
の熱暴走現象は、自己増殖的となる。簡単に言えば、セラミック物体の温度が上
昇するにつれ、熱損失が大きくなり、心部−表面の温度差の大きさが増加し、セ
ラミック物体内に熱応力が生じ、最終的にセラミック物体に亀裂が生じる。

【０００５】 セラミック物体の表面からの熱損失に加えて、マイクロ波エネルギーの吸収差
に至るセラミックの不均一な材料特性およびキルン内のマイクロ波の不均一性が
、マイクロ波加熱によるこの温度差に寄与している。

【０００６】 ハイブリッドマイクロ波／従来加熱またはマイクロ波補助加熱が、従来の放射
加熱およびマイクロ波のみの加熱の問題を克服するための代替案として提案され
た。マイクロ波加熱および放射／従来加熱の両方を含むマイクロ波補助加熱にお
いて、マイクロ波により与えられる容積加熱が部材を加熱し、一方で、ガスの火
炎または電気抵抗加熱素子により与えられる従来の放射／対流加熱は、表面およ
びその周りに熱を与えることにより、部材の表面からの熱損失を最小にする。こ
の組合せすなわちハイブリッド加熱により、従来の焼成およびマイクロ波のみの
焼成に関連する熱プロファイルを避ける加熱を得ることができる。その結果、熱
応力が減少するか最小となり、したがって、セラミック物体をより急速に加熱す
ることができる。

【０００７】 一般に、これらのマイクロ波補助焼成方法の制御は、従来の焼成速度を制御す
るための熱測定装置を表面に配置し、マイクロ波エネルギー入力を制御するため
の第２の熱電対をセラミックの心部中に配置する各工程を含む。この制御方法に
関する経験により、２つの制御点が互いに近すぎると、効果的ではなく、２つの
制御システムが安定に作動しないことが分かった。従来の焼成の影響は、内部温
度測定システムにより取り上げられることが多く、一方で、表面温度測定は、マ
イクロ波エネルギー入力の影響を記録することが多い。その結果、２つの独立し
た制御システムは、不安定になり、所望の加熱速度または熱プロファイルを維持
するために、エネルギー入力、マイクロ波または従来のものの内の１つが手動で
制御され、一方で、他方は、必要に応じて、自動的に制御される操作となること
が多い。これは、せいぜい非効率的な手段である。

【０００８】 このマイクロ波補助セラミック焼成標準制御方法へのわずかな変更が、国際特
許出願公開第95/05058号に開示されている。この文献には、セラミック物体を含
有する外囲内の周囲温度を測定することにより、マイクロ波エネルギーおよび放
射熱によりセラミック物体内に生じた熱の量を独立して制御する方法が開示され
ている。この周囲温度測定に基づき、それに応答して、セラミック物体内に生じ
た熱が、マイクロ波エネルギーおよび放射熱の内の一方または両方により制御さ
れる。この制御方法は、従来の制御方法の改良であるが、キルンガスの混合は、
セラミック物体の表面温度を正確に予測するのに十分なほどは均一でなく、した
がって、この方法の効率を減少させている。さらに、セラミック物体内で生じる
化学反応の多くは、放射熱伝達が、セラミック物体から、キルン周囲温度が測定
されるキルンの内側表面への熱伝達の主な手段ではないほど十分に低い温度で起
こる。

【０００９】 発明の概要 したがって、本発明の目的は、セラミックの上述したハイブリッドマイクロ波
エネルギー加熱−従来加熱の欠点を克服した、セラミックの加熱に用いられるマ
イクロ波エネルギーおよび従来の放射／対流エネルギーを効率的かつ効果的に制
御する方法を提供することにある。

【００１０】 本発明の焼成方法は、マイクロ波キャビティを有するマイクロ波加熱装置内に
セラミック製品を配置し、セラミック製品に電磁マイクロ波放射線を照射するこ
とにより、そのセラミック製品をある量の熱エネルギーにさらす各工程を含む。
セラミックがさらされるマイクロ波パワーは、所定のマイクロ波パワー−時間ま
たは温度−時間プロファイルにしたがって、時間により異なる。この所定のマイ
クロ波パワー−時間または温度−時間プロファイルは、パワー出力が一定の期間
、そのパワーが低出力から高出力に傾斜している期間、およびそのパワー出力が
高出力から低出力に傾斜している期間を含む。さらに、この方法の１つの実施の
形態は、セラミック製品の心部と表面の温度を連続的に測定し、これら２つの測
定された温度間の差に応答して、従来の放射／対流熱の量を調節する各工程を含
む。従来の熱は、表面温度が、表面温度および心部温度間の温度差がそれによっ
て許容レベルに維持される温度となるようなレベルに調節される。マイクロ波パ
ワーおよび従来の熱の両方を用いたセラミック製品の焼成は、セラミック製品が
一般に、製品の焼結を完了させるためにある期間に亘り保持される保持温度、い
わゆる、焼結均熱または保持温度まで続けられる。

【００１１】 発明の詳細な説明 図１を参照すると、ここに記載した方法にしたがってセラミック材料を加熱す
るための基本システムが示されている。このシステムは、断熱壁12を含むマイク
ロ波共鳴キャビティ10を含み、その内部に、焼結すべきセラミック製品14が位置
している。マイクロ波発生器16、例えば、マグネトロンが、キャビティ10に直接
的または間接的に接続されている。導波路は、マイクロ波エネルギーを結合する
ための１つの手段である。このシステムは、マイクロ波パワーを連続的に調節す
るためのマイクロ波パワー源／制御装置18を含み、断熱外囲12内に従来の熱を供
給するように構成された独立して制御される従来の熱源／制御装置20が示されて
いる。従来の熱源は、以下に制限されるものではないが、従来の電気抵抗加熱ま
たは直接的か間接的いずれかのバーナ構成にあるガス加熱を含む、対流または放
射熱を含むことができると考えられる。

【００１２】 共鳴キャビティは多モードであってよい、すなわち、共鳴キャビティは、所定
の周波数範囲で多数の共鳴モードをサポートし、またマイクロ波加熱室内に電波
分布をより均一にするためのモード撹拌を含んでもよい。

【００１３】 マイクロ波を発生させるのに用いられる発生器は、調節可能なパワー特性を有
するどのような従来のマグネトロンを含んでも差し支えない。好ましくは、使用
される入射マイクロ波の周波数は、約915ＭＨｚから2.45ＧＨｚまでの範囲間に
あるべきであり、これは、米国の指定工業帯域である。他の国々においては、10
,000ＭＨｚまでの波長が用いられることが知られている。さらに、入射マイクロ
波のパワーは、セラミック製品を加熱するために効果的な温度までセラミック製
品の温度を上昇させるのに十分なパワー以下である必要がある。特に、マイクロ
波発生器は、75ｋＷまでに及ぶ可変パワーレベルを有するべきである。

【００１４】 セラミック製品の表面温度およびセラミック製品の中心近くの温度、すなわち
、心部温度の両方を測定できる温度測定システム22が、マイクロ波パワー源／制
御装置18および従来の熱源／制御装置20を独立して制御する制御ユニット24に接
続されている。この制御ユニットは、好ましくは、プログラマブルロジック制御
装置（ＰＬＣ）26およびパーソナルコンピュータ（ＰＣ）28の組合せを含む。温
度測定システム22は、セラミック製品の表面温度と心部温度の両方を測定できる
任意の適切な温度センサ（図示せず）を含む。全体を通じて用いられる心部とい
う用語は、特定のセラミック製品の中心または中心近くのセラミック製品の内部
部分を称するが、心部温度は、心部の温度を正確に反映するセラミック製品の内
部にあるどのような位置で測定しても差し支えない。適切なセンサの例としては
、高温計（または他のサーモグラフデバイス）、シーズ熱電対、光導体または黒
体プローブが挙げられる。好ましい実施の形態において、センサは、接地白金ま
たは他の高温シース内に収容されたＳ型、またはＢ型熱電対の形態にある前方に
延在する温度プローブからなるシーズ熱電対を含む。

【００１５】 動作において、セラミック材料は、このセラミック材料に電磁マイクロ波照射
線を照射することによりある量の熱エネルギーにさらされる。与えられ、セラミ
ック製品がさらされるこのマイクロ波パワーは、所定のマイクロ波パワー−時間
プロファイルにしたがって時間により変えられる。このプロファイルによるパワ
ーは、セラミック製品を最小時間で焼結均熱時間まで加熱しつつ、それでもまだ
、その焼結均熱温度でのその後の保持に続いて、セラミック材料の要求される特
性を示すセラミック製品、特に、亀裂がなく歪んでいないセラミック製品を製造
できるように決定される。所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルは、パワ
ー出力およびその結果としてのセラミック製品へのマイクロ波供給を管理する制
御システム中にプログラムされる。

【００１６】 所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルは、材料によっても、幾何学形状
によっても変動し、それ自体、焼成すべきセラミックの特定の種類に依存してい
る。各々のプロファイルは、一定のパワー出力の期間、並びに、マイクロ波パワ
ー入力を増加させたり減少させたりする期間を含むであろう。特に、この所定の
マイクロ波パワー−時間プロファイルは、パワー出力が一定の期間、パワーが低
出力から高出力に傾斜している期間、およびパワー出力が高出力から低出力に傾
斜している期間を含む。各々のセラミック材料は、パワー出力のこれらの様々な
異なる期間からなる焼成スキームを示し、これらの期間は、典型的に、結合剤の
燃切り、発熱と吸熱反応、および収縮と膨張を含む、加熱事象により特徴付けら
れる。これらの期間の各々は、セラミック製品の内部の温度における任意の急激
な増加または減少を避けるように、あるものは一定であり、あるものは変動する
、異なるレベルのマイクロ波パワー入力を必要とする。さらに、誘電特性および
マイクロ波吸収特性のような材料の特徴は、セラミック材料を焼成するのに効果
的なマイクロ波パワーの量に影響を与える。それ自体、当業者は、各々の種類の
セラミック製品にとって効果的であり利用されるべき実際のパワー−時間プロフ
ァイルを経験的に決定する必要がある。

【００１７】 従来の熱出力源の独立した制御は、マイクロ波出力と同時に行われる。従来の
熱の制御は、セラミック物体の心部の温度、並びに表面温度の両方を測定する工
程を含む。制御ユニットは、表面温度をセラミック製品の心部の温度と比較し、
差が存在すれば、出力信号が従来の熱源に送られ、断熱外囲に供給される従来の
熱の量が調節される。特に、表面の温度が心部の温度より低い場合には、従来の
熱は、表面温度を維持するために増大され、それによって、表面温度と心部温度
との間の許容される温度差が維持される。許容される温度差は、実質的に亀裂と
歪みのない焼成セラミック製品が得られるものである。言い換えれば、制御方法
、特に、ＰＬＣは、表面温度と心部温度との間のわずかなずれがあるような条件
を与えるように設計できると考えられる。許容される温度差は、セラミックによ
り異なり、さらに、セラミック製品の形状の関数である。好ましい実施の形態に
おいて、この温度差はほぼゼロであり、表面温度はそれ自体、測定された心部温
度とほぼ等しくなるように連続的に調節される。

【００１８】 従来の熱を制御し調節することの最終的な効果は、従来の熱源により生成され
る熱が、セラミック製品により失われる表面の熱と実質的に釣り合うことである
。言い換えれば、この制御機構は、嵩のあるセラミック製品およびその周囲が熱
平衡にある焼成状況を提供する。それ自体、心部−表面の温度差には最小があり
、これは転じて、セラミック製品内の熱応力が最小となる。さらに、この方法の
追加の利点は、マイクロ波パワーおよび従来の熱源の両方が制御変数であるマイ
クロ波補助焼成を制御する従来の方法とは対照的に、たった１つの制御変数であ
る従来の熱源の使用である。従来の方法では、ある場合には、制御がひどく不安
定なることがあった。

【００１９】 上述した方法を作動させる好ましい方法は、所定のマイクロ波パワー−時間プ
ロファイルにしたがって、セラミック製品に電子マイクロ波放射線を照射する工
程を含むが、温度−時間プロファイルの利用も十分にうまく働くと考えられる。

【００２０】 特定のマイクロ波パワー−時間または温度−時間プロファイル、したがって、
適度な時間内でその製品を焼結または均熱温度まで加熱するのに必要なマイクロ
波放射線の量を求めることは、当業者の知るところである。セラミックの組成、
セラミック物体の幾何学形状、およびキルンの容量を含む要因は、焼成プロセス
のパラメータを設定する際に考慮すべきである。特に、パワー−時間または温度
−時間プロファイル、並びに亀裂と歪みのない焼結セラミック製品が得られる適
度な焼成サイクルを達成するのに十分に許容される温度差のようなパラメータが
ある。例えば、長さが7インチ（約17.5ｃｍ）であり、直径が3.866インチ（約9.
7ｃｍ）であり、2.0ミル（0.05ｍｍ）のセル壁厚および900セル／平方インチ（
約144セル／ｃｍ²）を有し、コージエライトの主結晶相を有する円柱状薄壁セル
ラセラミック物体について、必要な焼結均熱を含む焼成サイクルは、75時間を超
えない期間に亘り、心部−表皮熱平衡を維持するために、必要とされる量のガス
または電気と組み合わされた、35から60ｋＷまでの範囲のパワー容量、および91
5ＭＨｚの周波数を有するマイクロ波補助キルンから供給されるマイクロ波放射
線にセラミック製品をさらす工程を含む。

【００２１】 商業的作動において、セラミック物体の心部の温度、並びに表面温度の両方を
測定する工程を用いた従来の熱の連続制御を含む本発明の方法の連続的作動は、
実際的ではないであろう。この方法の商業的な実施の形態は、それ自体、断熱さ
れた従来の加熱可能なマイクロ波加熱キャビティを含む加熱装置内にセラミック
物体を配置する工程を単に含むであろう。商業的な実施の形態は、セラミック物
体を従来とマイクロ波の熱エネルギーの組合せにさらすことにより、この物体を
高温の心部温度および高温の表面温度まで加熱する工程を含む。この物体がさら
される従来の熱エネルギーの量は、高温の心部温度と表面温度との間の差が、上
述した所定の許容される温度差を超えないような速度でその物体の表面温度を上
昇させるように調節される。

【００２２】 表Ｉには、コージエライトセラミック材料を焼結均熱温度（1400℃）まで焼成
するための、一連の異なる焼成期間またはセグメントを含む典型的なマイクロ波
パワー−時間プロファイルが詳述されている。このプロファイルは、上述したマ
イクロ波パワー範囲を有し、約1ｍ³の装填空間を有し、約450ポンド（約200ｋｇ
）の押出セルラ物体が装填されたキルンに適している。作動において、ＰＬＣは
、セラミック物体の焼成中に以下の機能を実行する：(1)各々のセグメントの開
始に関する設定レベルにマイクロ波パワーを設定し、この設定マイクロ波パワー
レベルおよびセグメントの終了に関する心部標的温度を同定し、各々のセグメン
トの標的時間により、各々のセグメントに亘り適切な標的マイクロ波パワー傾斜
を決定する；(2)各々のセグメントに亘り心部温度をモニタして、実際の心部温
度に基づいて、標的セグメント時間を調節する必要があるか否か、またはマイク
ロ波パワーの終点を調節する必要があるか否かを決定し；(3)各々のセグメント
に亘りセラミック製品の心部温度を連続的にモニタし、この温度値の測定は、転
じて、従来の熱源がセラミックの表面を加熱する整定値温度の計算の基礎となり
；(4)この基礎および所定の許容される温度差（心部温度対表面温度）を用いて
、実際の表面温度の整定値を計算し；(5)従来の熱を、表面を計算値まで加熱す
るのに十分なレベルまで調節する。

【００２３】

【表１】 ここに記載した方法は、薄壁セルラセラミック物体並びに厚い断面のセラミッ
ク製品の焼成に使用するのに特に適している。ここで用いている焼成は、所定の
セラミックを緻密化（焼結）するため、および／または所望の結晶相への転化を
完了するために、セラミック製品をある温度まで加熱するプロセスを称する。

【００２４】 本発明は、ある説明のための特定の実施の形態に関して詳細に説明してきたが
、本発明はそのようなものに制限されると考えるべきではないことが理解されよ
う。例えば、本発明の制御方法はマイクロ波に関して記載されているが、この制
御方法は、他の高周波、例えば、ミリメートル波に使用するのにも適していると
考えられる。添付の特許請求の範囲に定義された本発明の広い精神および範囲か
ら逸脱せずに、様々な変更が可能であると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ここに記載した本発明の焼成方法にしたがってセラミック製品を焼結するため
の基本システムを示す装置のブロック図

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 持温度まで続けられる。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック物体を焼成する方法であって、 絶縁マイクロ波キャビティを有するマイクロ波加熱装置内にセラミック物体を
   配置し、該セラミック物体に調節可能なマイクロ波発生器からの電子マイクロ波
   放射線を照射することにより該セラミック物体を熱エネルギーにさらす工程であ
   って、該熱エネルギーの量は、所定のマイクロ波パワー−時間または温度−時間
   プロファイルにしたがって決定される工程、 該セラミック物体の心部と表面の温度を連続的に測定し、該セラミック物体の
   表面温度が、前記心部温度および該表面温度の間の温度差が許容されるような温
   度に維持されるように、該心部温度および該表面温度の間の差に応答して従来の
   熱の量を調節する工程、および 少なくとも前記セラミック物体が焼結均熱温度に達成するまで、前記マイクロ
   波パワーおよび前記従来の熱を供給し、制御し続ける工程、 を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルが、パワー
   出力が一定の期間、該パワー出力が低出力から高出力に傾斜している期間、およ
   び該パワー出力が高出力から低出力に傾斜している期間を含むことを特徴とする
   請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記許容される温度差が、前記セラミック物体に亀裂や歪み
   が生じるほど十分な熱応力に該セラミック物体がさらされないような前記表面温
   度および心部温度の間の温度差であることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記許容される温度差が実質的にゼロであり、前記表面およ
   び心部の温度がほぼ平衡状態にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルおよび対応
   する従来の加熱が、その後の任意の焼結均熱期間と組み合わされて、前記セラミ
   ック物体の焼結が完了されることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記調節可能なマイクロ波発生器の最大パワーが、約1ｋＷ
   より大きく、約75ｋＷ未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 前記セラミック物体がさらされるマイクロ波エネルギーの周
   波数が、約915ＭＨｚから約2.45ＧＨｚまでの間に及ぶことを特徴とする請求項
   １記載の方法。
8. 【請求項８】 前記従来の熱が、従来の電気抵抗加熱または直接的か間接的
   いずれかのバーナ構成にあるガス加熱を含む、対流加熱または放射加熱によるも
   のであることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 セラミック物体を焼成する方法であって、マイクロ波エネル
   ギーにより該セラミック物体中に発生した熱および従来の熱の量を独立して制御
   する工程を含み、該マイクロ波パワーの量の制御が所定のマイクロ波パワー−時
   間または温度−時間プロファイルにしたがい、前記従来の熱の制御が、前記セラ
   ミック物体の心部および表面の温度を測定し、該表面温度が、該表面温度および
   心部温度の間の温度差がそれによって許容レベルに維持される温度に維持される
   ように、前記心部温度および表面温度の差に応答して、前記従来の熱の出力を調
   節する各工程を含むことを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 前記許容される温度差が、前記セラミック物体に亀裂や歪
    みが生じるほど十分な熱応力に該セラミック物体がさらされないような前記表面
    温度および心部温度の間の温度差であることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記許容される温度差が実質的にゼロであり、前記表面お
    よび心部の温度がほぼ平衡状態にあることを特徴とする請求項９記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルが、パワ
    ー出力が一定の期間、該パワー出力が低出力から高出力に傾斜している期間、お
    よび該パワー出力が高出力から低出力に傾斜している期間を含むことを特徴とす
    る請求項９記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルおよび対
    応する従来の熱並びにその後の任意の焼結均熱期間により、前記セラミック物体
    の焼結がほぼ完了されることを特徴とする請求項９記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記従来の熱が、従来の電気抵抗加熱または直接的か間接
    的いずれかのバーナ構成にあるガス加熱を含む、対流加熱または放射加熱による
    ものであることを特徴とする請求項９記載の方法。
15. 【請求項１５】 セラミック物体を焼成する方法であって、 該セラミック物体を加熱装置内に配置する工程、ここで、該装置は、断熱され
    た従来のように加熱可能なマイクロ波加熱キャビティを含む；および 該物体を従来の熱エネルギーおよびマイクロ波熱エネルギーの組合せにさらす
    ことにより、該物体を高い心部温度および高い表面温度まで加熱する工程、ここ
    で、該物体がさらされる従来の熱エネルギーの量が、該高い心部温度および高い
    表面温度の間の差が、所定の許容される温度差を超えないような速度で該物体の
    表面温度を上昇させるように調節されている、 を含むことを特徴とする方法。
16. 【請求項１６】 前記物体が焼結均熱温度に達するまで加熱が続けられるこ
    とを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記マイクロ波熱エネルギーが、前記物体に調節可能なマ
    イクロ波発生器からの電磁マイクロ波放射線を照射することにより導入され、こ
    のマイクロ波熱エネルギーの量が、所定のマイクロ波パワー−時間プロファイル
    にしたがって変更されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記許容される温度差が、前記セラミック物体に亀裂や歪
    みが生じるほど十分な熱応力に該セラミック物体がさらされないような、前記表
    面温度および心部温度の間の温度差であることを特徴とする請求項１５記載の方
    法。
19. 【請求項１９】 前記許容される温度差が実質的にゼロであり、前記表面お
    よび心部の温度がほぼ平衡状態にあることを特徴とする請求項１５記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記所定のマイクロ波パワー−時間プロファイルおよび対
    応する従来の熱が、その後の任意の焼結均熱期間と組み合わされて、前記セラミ
    ック物体の焼結が完了されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記調節可能なマイクロ波発生器の最大パワーが、約1ｋ
    Ｗより大きく、約75ｋＷ未満であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記セラミック物体がさらされるマイクロ波エネルギーの
    周波数が、約915ＭＨｚから約2.45ＧＨｚまでの間に及ぶことを特徴とする請求
    項１５記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記従来の熱が、従来の電気抵抗加熱または直接的か間接
    的いずれかのバーナ構成にあるガス加熱を含む、対流加熱または放射加熱による
    ものであることを特徴とする請求項１５記載の方法。