JP6764926B2 - マイクロ波による金属部品における表面被覆の熱処理のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属部品における被覆を熱処理するための装置及びプロセスに関する。

金属基材又は部品は、多くの産業用途において表面処理を必要とする。例えば、金属は、様々な種類の腐蝕（カビ、塩分、酸化等）に対する耐性を実現するために、様々な種類の磨耗に対する耐性などの特定の機械的特性を得るために、又は更に、動的金属システムの製出の際に潤滑にして結果として摩擦を低減するために、非粘着特性（フルオロポリマーを介して食品との相互作用の際の接着を防止する）を得るように処理されることができる。

これらの表面処理の製出は、多くの場合、金属部品における被覆の熱処理を必要とする。これは、例えば、フルオロポリマーからなる被覆及びエポキシ被覆の場合である。又、多くの場合に化学的に安定であり、特定の電気的、機械的、又は光学的特性を有する、酸化物で金属部品を覆うことを想定することができる。この方法は、多くの場合、温度が非常に高い熱処理を必要とする。

金属部品における被覆の熱処理は、従来技術では、部品を対流又は誘導によって加熱することによって実行される。対流による加熱の場合、試料を取り囲む媒体における対流によって熱源と処理される試料との間で熱が伝達される。一般的には、熱源は、赤外放射放出源であり、例えば、電気変換器によって、又はガスの燃焼によって形成される。誘導による加熱の場合、渦電流は、処理される金属部品を加熱し、この場合に、好ましくは、強磁性を有さなければならない。

電子レンジは、これらの２つの熱処理方法の有利な代替物であることができる。非金属材料の加熱に適用される場合、電子レンジは、前述の２つの方法のものよりも効率が高く、おそらく対流オーブンの場合に使用される電力を大幅に節約することになる。この効率は、試料内での局部的な電力の吸収と、加熱される総容積の減少によって説明することができる。

密度の高いバルク金属部品における被覆の加熱は、従来技術では、マイクロ波加熱と適合しない。一材料では、入射電磁場の浸透の長さは、材料の電気導電率に反比例する。従って、材料の電気導電率が高いほど、入射電磁波、特にマイクロ波を反射する傾向がある。密度の高い金属は、不透明であり、その高い電気導電率のために、マイクロ波に対して反射性である。電磁場の反射は、金属基材又は金属部品における被覆を加熱する手順の際にプラズマを発生させることができる。これらのプラズマは、十分なエネルギーが、例えば、高温及び強い電磁場が生成される、ガスに供給された場合に発生する。凹凸又はスパイク（複雑な形状の金属部品の場合）を示す場合、金属部品の形状は、局部的にプラズマの発生を促進することができる。

プラズマの発生は、表面被覆の熱処理に劇的な影響を及ぼす。プラズマは、遊離の荷電した粒子を含み、従って、その容積で非常に導電性である。又、プラズマは、入射電磁場を反射する。このプラズマは、試料の温度が急速且つ著しく低下する時点まで加熱を大きく中断させる可能性がある。

更に、高マイクロ波出力放出条件下での高密度バルク金属部品からの電磁場の反射は、潜在的にマイクロ波キャビティに電気アークを形成させる可能性がある。この効果は、バルク材料における凹凸及び／又はスパイクの存在によって促進される。こうしたアークは、マイクロ波加熱装置を破壊する可能性がある。

本発明は、従来技術の前述の欠点の少なくとも１つを克服することを目的とする。

この目的を達成することを可能にする本発明の一主題は、バルク金属部品の表面被覆を処理するプロセスであり、このプロセスは、
・キャビティ内に、周波数ν_０でマイクロ波を吸収することができるいわゆる表面被覆を含む少なくとも１つのいわゆる金属部品を配置する工程であって、前記キャビティは、１つ又は複数の第１のサセプターによって取り囲まれ、サセプターの寸法、材料、及び配列が、それぞれの前記金属部品の近傍で、周波数ν_０で前記マイクロ波を遮蔽するように構成されている工程と、
・周波数ν_０で前記マイクロ波を前記キャビティ内に放出する工程と、
を含む。

有利には、前記第１のサセプターの前記材料、配置、及び寸法は、先行のプロセスの第２の工程の間に、それぞれの前記金属部品の近傍で、周波数ν_０で前記マイクロ波を部分的に遮蔽する。

有利には、前記１つ以上の第１のサセプターの前記配列は、前記１つ以上の第１のサセプターによって囲まれた第１の容積を形成し、先行のプロセスの第２の工程の間に放出される電磁場の強度の平均は、前記第１の容積において、
・前記キャビティにおける前記第１の容積の外部における電磁場の強度の平均の、１％より、好ましくは２％より、好ましくは５％より高く、
・前記キャビティにおける前記第１の容積の外部における電磁場の強度の平均の、９０％より、好ましくは８０％より低い。

有利には、前記表面被覆は、それぞれの前記金属部品のバルク材料の電気導電率より低い電気導電率を有する。

有利には、先行のプロセスは、前記被覆を焼成するプロセスである。

有利には、先行のプロセスは、前記被覆を架橋するためのプロセスである。

有利には、又、先行のプロセスは、前記マイクロ波を放射する工程の少なくともある間、前記被覆の温度を測定する工程と、次いで、前記測定された温度に応じて前記マイクロ波の放出出力を調整する工程と、を含む。

有利には、又、先行のプロセスは、前記１つ以上の第１のサセプター及び前記１つ以上の金属部品を第１の熱閉じ込め部に配置する工程を含む。

有利には、又、先行のプロセスは、１つ又は複数の第２のサセプターで前記第１の熱閉じ込め部を取り囲む工程を含む。

有利には、前記１つ以上の第２のサセプターの前記配列は、前記１つ以上の第２のサセプターによって囲まれた第２の容積を形成し、先行のプロセスの第２の工程の間に放出される電磁場の強度の平均は、前記第１の容積の内部において
・前記キャビティにおける前記第２の容積の外部における電磁場の強度の平均の、１％より、好ましくは２％より、好ましくは５％より高く、且つ、
・前記キャビティにおける前記第２の容積の外部における電磁場の強度の平均の、９０％より、好ましくは８０％より低い。

有利には、又、先行のプロセスは、前記１つ以上の第２のサセプター及び前記第１の熱閉じ込め部を第２の熱閉じ込め部に配置する工程を含む。

有利には、プロセスは、レセプタクルを移動させる工程を含み、前記レセプタクルは、少なくとも１つの前記バルク金属部品をレセプタクルの内部で撹拌するために、前記１つ以上の第１のサセプターによって囲まれた前記第１の容積の内部に少なくとも部分的に配列される。

有利には、前記レセプタクルは、回転することによって少なくとも１つの前記バルク金属部品を撹拌することができるドラムである。

有利には、プロセスは、複数の前記バルク金属部品を、前記１つ以上の第１のサセプターによって囲まれた前記第１の容積の内部に配列された少なくとも１つの第３のサセプターの近傍に配置する工程を含む。

有利には、前記１つ以上の第１又は第２のサセプターの材料は、遷移金属の耐火性及び半導体酸化物、並びに炭化物から選択される。

有利には、前記１つ以上の第１又は第２のサセプターの材料は、炭化ケイ素及びランタンクロマイトから選択される。

添付の図面を参照して例として与えられる以下の説明の記載から、本発明はよりよく理解され、その他の利点、これらの詳細及び特徴が明らかになるであろう。

従来技術の異なる場合におけるマイクロ波熱処理の技術的問題を示す写真である。 本発明のプロセスを実施するために使用される装置の断面の概略図である。 本発明とは異なる間接加熱プロセスの概略図である。 本発明とは異なる直接加熱プロセスの概略図である。 本発明の一実施形態によるハイブリッド加熱プロセスの概略図である。 図２に記載された本発明の実施形態によるマイクロ波熱処理の際の金属部品４の温度の挙動を示す。 本発明によるプロセスを実施するために使用される装置の写真である。 本発明によるプロセスを実施するために使用される装置の一組の写真である。

以下の記載は、本発明の装置の実施形態の複数の例を示す。これらの例は、本発明の範囲を限定しない。実施形態のこれらの例は、本発明の本質的な特徴及び問題の実施形態に関連する更なる特徴の両方を有する。明確にするために、同一である要素には、様々な図において同一の参照が与えられている。

図１は、従来技術の異なる場合におけるマイクロ波１による熱処理の技術的問題を示す写真である。マイクロ波１が放出されるキャビティ９の炭化ケイ素（バルク金属部品４とは異なる）からなる試料１３の熱処理を示し、本発明の条件下よりはるかに高い電磁場の強度をもたらす。この写真に対応する処理の際に、試料１３の角にプラズマ１４の形成が観察される。

２つの要因は、主として、プラズマ１４の開始に好都合な量のエネルギーが局部的に到達することを可能にする：温度及び電磁場の強度。これらの２つの要素は、試料１３の図１で撮影された処理の際に好ましい。試料１３の凹凸又はその形状は、スパイク効果を促進することができる。加熱し、マイクロ波１を放出することにより、凹凸又はスパイクに局部的にプラズマ１４を生成することができる。この技術的問題は、バルク金属部品４の処理の際に大きく増幅される。部品４は、マイクロ波１を反射し、局部エネルギー密度最大値が生じることを助け、プラズマ１４の生成をもたらし、金属試料の熱処理を防止する。

図２は、本発明のプロセスを実施するために使用される装置の断面の概略図である。本発明のこの特定の実施形態においては、バルク金属部品４は、その上部に堆積された被覆５を有する。バルク金属部品４は、断熱材７からなるホルダーに置かれる。金属部品４は、様々な形状を有することができ、例えば、円筒形の基材であることができる。その表面に凹凸又はスパイクが存在する可能性がある。本発明の特定の一実施形態においては、断熱材７は、例えば、断熱材７ ｌｉｔｅＣｅｌｌ（ＡＥＴ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、高いアルミナ含有量の断熱材）であることができる。

金属部品４は、本発明のこの実施形態を示す断面においてその２つのスライスが現れる第１のサセプター３によって取り囲まれる。本発明のその他の実施形態においては、複数の第１のサセプター３が金属部品４を取り囲むことができる。

１つ以上の第１のサセプター３の寸法、材料、及び配列は、それぞれの前記金属部品の近傍で、周波数ν_０でマイクロ波を少なくとも部分的に遮蔽するように選択又は構成される。

「近傍で」という用語の使用は、１つ又は複数の金属部品４の特徴的な長さよりも短い長さを意味する。

一般的には、「マイクロ波」とは、周波数が３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚに含まれる波であると考えられるものである。実際には、マイクロ波は、周波数が９００ＭＨｚ〜６ＧＨｚに含まれる波であると有利に考えられる。

サセプターは、所定の周波数でマイクロ波１の放射を良好に吸収することができる材料である。この放射の吸収の間、サセプター材料は、例えば、赤外放射２を介して吸収されたエネルギーを再放出することができる。サセプター材料の吸収は、例えば、マイクロ波１の場合のように、電磁場による材料の励起の間、高い誘電、電気又は磁気損失によって支配される。本発明の実施形態におけるサセプターとして使用される材料は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３）であることができる。マイクロ波１を吸収する高い能力を有するその他の材料を使用することができる。遷移金属の耐火性及び半導体酸化物を含む材料を使用することができる。又、例えば、炭化ホウ素などの炭化物からなる材料を使用することが可能である。

マイクロ波１の局部的な吸収は、様々なサセプターの配列に応じて、電磁場が遮蔽される容積が構成されることを可能にする。

本発明のこの実施形態においては、金属部品４とその被覆５、断熱材７からなるホルダー、及び金属部品４を取り囲む第１のサセプター３によって形成されるアセンブリは、断熱材７からなる第１の熱閉じ込め部１０の壁によって取り囲まれる。本発明の特定の一実施形態においては、断熱材７は、例えば、断熱材７ ｌｉｔｅＣｅｌｌ（ＡＥＴ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｓ．Ａ．Ｓ．、高いアルミナ含有量の断熱材）であることができる。断熱材７によるこの閉じ込め部によって、熱処理の間の放射によるエネルギーの損失が制限されることが可能になる。

図２に示す本発明の実施形態においては、１つ又は複数の第２のサセプター１２が、第１の熱閉じ込め部１０の周囲に配置される。第２のサセプター１２と第１の熱閉じ込め部１０からなるアセンブリは、断熱材７からなる第２の熱閉じ込め部１１によって取り囲まれる。この構造により、熱閉じ込め特性と電磁場の局部的な低減の両方を増加させることができる。本発明のこの特定の実施形態においては、第２の熱閉じ込め部１１は、断熱材７ Ｑｕａｒｔｚｅｌ（登録商標、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｑｕａｒｔｚ Ｓ．Ａ．Ｓ．）からなる。

図２に示される特定の実施形態においては、第２の熱閉じ込め部１１は、アルミニウムからなるプラテンに配置される。

図２に記載された要素のすべては、キャビティ９内に配置される。マイクロ波１は、エミッターによってキャビティ９の入力部に放出される。本発明の特定の一実施形態においては、マイクロ波エミッター１は、マグネトロンであることができる。本発明の特定の一実施形態においては、マイクロ波１は、周波数ν_０＝２．４５ＧＨｚで放出される。

キャビティ９、第１の熱閉じ込め部１０、第２の熱閉じ込め部１１、及び第２のサセプター１２は、サイト６の高温測定ラインを可能にするために穿孔されることができる。サイト６のこのラインは、熱処理の間に、温度センサーが金属部品４又は被覆５の温度を遠隔測定することを可能にすることができる。本発明の特定の一実施形態においては、温度センサー及びマイクロ波エミッター１は、バスを介して処理ユニットに接続される。処理ユニットは、１つ以上のマイクロプロセッサー及びメモリーを含む。処理ユニットは、マイクロ波エミッターの放出出力が独立して制御され、温度センサーのデータが処理されることを可能にする。本発明の特定の実施形態においては、出力は、所定の温度設定点に自動的に制御される。温度設定点は、定常温度での温度勾配又は熱処理などの規定された処理温度プロファイルを達成するように、時間とともに変動することができる。

本発明のプロセスの開発の際、バルク金属部品４を取り囲み、それを遮蔽することを可能にする第１のサセプター３の幾何学的配置、配列、及び材料が、連続的且つ反復的な試験によって見出された。又、これらは、有限要素プロセスを用いた数値モデリングによって近似することができる。

本発明の特定の一実施形態においては、金属部品４の遮蔽は、部分的であることができる。金属部品４の部分的遮蔽の有用性は、以下の図の記載で説明される。本発明の特定の実施形態においては、１つ以上の第１のサセプター３の配列は、１つ以上の第１のサセプター３によって囲まれた容積を形成する。容積の内部へのマイクロ波１の放出の間の電磁場の強度の平均は、
・キャビティ９内における前記容積の外部における電磁場の強度の平均の、１％より、好ましくは２％より、好ましくは５％より高く、且つ、
・キャビティ９内における容積の外部における電磁場の強度の平均の、９０％より、好ましくは８０％より低くあることができる。

本発明の別の特定の実施形態においては、金属部品４の部分的遮蔽は、１つ以上の第１のサセプター３と、１つ以上の第２のサセプター１２との組み合わされた効果によって達成されることができる。この実施形態においては、１つ以上の第２のサセプター１２の配列は、１つ以上の第２のサセプター１２によって囲まれた容積を形成する。１つ以上の第１のサセプター３によって事前に囲まれた容積の内部へのマイクロ波１の放出の間の電磁場の強度の平均は、
・キャビティ９内における１つ以上の第２のサセプター１２に囲まれた容積の外部における電磁場の強度の平均の、１％より、好ましくは２％より、好ましくは５％より高く、且つ、
・キャビティ９内における１つ以上の第２のサセプター１２に囲まれた容積の外部における電磁場の強度の平均の、９０％より、好ましくは８０％より低くあることができる。

図３は、本発明とは異なる間接加熱方法の概略図である。図３のパートＡは、間接加熱操作の実施の上面図の概略図である。

間接加熱操作の実施は、第１のサセプター３と、第１のサセプター３によって取り囲まれた試料１３の使用を含む。間接加熱操作の場合、加熱される試料１３からなる材料は、マイクロ波１に対して透明である、又はマイクロ波１に対して不透明である。

「透明」という用語は、材料が所定の周波数でマイクロ波場１に曝されたときに、誘電損失及び／又は磁気損失が実質的にゼロである材料を定義する。一般的には、透明な材料は、非常に低い電気導電率を有する。透明な材料の電気導電率は、１０^−８Ｓ．ｍ^−１未満、好ましくは１０^−１０Ｓ．ｍ^−１未満、より好ましくは１０^−１２Ｓ．ｍ^−１未満であることができる。

「不透明」という用語は、所定の周波数でマイクロ波１の放射に対して反射性である材料を定義する。一般的には、不透明な材料は、高い電気導電率を有する。不透明材料の電気導電率は、好ましくは１０^３Ｓ．ｍ^−１超である。この実施においては、本発明のものとは異なり、マイクロ波１と試料１３の間の相互作用によって試料１３の温度が上昇することはできない。これに対して、試料１３の周りに配置されたサセプター３は、マイクロ波１を吸収し赤外放射２を放出する。次いで、試料は、赤外放射２によって加熱されることができる。

図３のパートＢは、試料１３の中心を通る軸に沿った温度プロファイルを概略的に示す。この実施の２つの温度最大値は、第１のサセプター３の位置の空間（横軸ｄによって示される）に位置する。試料の中央の温度は、前述したように試料内の熱導電と連結された試料の周囲の赤外放射２による加熱によるものである。

この実施では、従来技術によってもたらされる技術的問題を解決することを可能にしない。一方、試料１３は、第１のサセプター３から生じる赤外放射２によって加熱される。従って、例えば、表面被覆５を金属部品４の温度よりも実質的に高い温度に選択的に加熱することは不可能である。一方、この実施形態では、試料を間接的に加熱する。この実施形態においては、マイクロ波１での加熱によって可能となる効率のかなりの部分が失われる。

図４は、本発明とは異なる直接加熱プロセスの概略図である。図３のパートＡは、直接加熱操作の実施の上面図の概略図である。直接加熱の場合、加熱される試料１３からなる材料は、所定の周波数でマイクロ波１を吸収する。マイクロ波１と試料１３の吸収材料との間の相互作用は、試料が加熱されることを可能にする。

図４のパートＢは、試料１３の中心を通る軸に沿った温度プロファイルを概略的に示す。この実施においては、本発明とは異なり、温度プロファイルは、試料の中心に最大値を有する。プロファイルは、特に、試料１３の大きさ、試料１３の材料、及び放出されるマイクロ波１の出力及び波長に依存するため、異なる場合がある。

この実施では、従来技術によってもたらされる技術的問題を解決することを可能にしない。バルク金属部品４及びその表面被覆５を含む試料１３の場合、表面被覆５の熱処理に必要である放出されたマイクロ波１の出力は、プラズマ１４をキャビティ９内における試料１３及び／又は電気アークの近傍で発生させることができる。

図５は、本発明の一実施形態によるハイブリッド加熱プロセスの概略図である。図４のパートＡは、ハイブリッド加熱操作の実施の上面図の概略図である。本発明のこの実施形態の実施は、表面被覆５で覆われた金属部品４（図５の上面図で見ることはできない）を含む試料１３を含む。試料は、第１のサセプター３によって取り囲まれる。本発明のこの実施形態においては、サセプター３は、マイクロ波１を所定の周波数で吸収する。次いで、試料１３の近傍では、マイクロ波１の場を部分的に遮蔽することができる。この場合のサセプターは、被覆５の熱処理に寄与する赤外放射２を放出する。更に、試料１３の近傍で遮蔽されていないマイクロ波１の部分は、被覆５によって所定の周波数で吸収されることができる。これに対して、マイクロ波１のこの部分は、部品４によって吸収されない。具体的には、金属部品の金属特性は、マイクロ波放射１に対して不透明にする。このハイブリッドプロセスは、プラズマ１４が金属部品４の近傍に形成されることなく、赤外放射の寄与及びマイクロ波放射１の寄与によって被覆が加熱されることを可能にする。

図６は、図２に示した本発明の実施形態によるマイクロ波１による熱処理の間の金属部品４の温度変動を示す。図６の温度は、被覆５の赤外スペクトルを得るために、サイト６の高温測定ラインを使用した赤外温度センサーで測定した。熱処理は２段階で行った。第１段階では、マイクロ波１の放出出力は一定に保たれた（本発明のこの特定の実施形態においては、マイクロ波１のエミッターの出力は、第１段階で６０００Ｗであった）。試料の温度は、３分未満で４２５℃の設定点の値に上昇した。この第１段階における試料の温度上昇を直線として近似すると、変動の傾きは約１３０℃／分であった。第２段階では、４２５℃（温度プラトー）の一定温度を維持するために、処理ユニットによって出力を調整した。この温度を２分３０秒間維持した。この変動は、第２段階が終了するとすぐに金属部品４が電子レンジから取り除かれたことから、温度の下降勾配を含まない。具体的には、プラトーの終わりに、マイクロ波出力を切り、こうしてキャビティ９を開放させた。

図７は、本発明によるプロセスを実施するために使用される装置の写真である。使用される装置は、１つ以上のバルク金属部品４を含むことができるレセプタクル１５を含む。レセプタクル１５は、前記１つ以上の第１のサセプター３によって囲まれた第１の容積の内部に少なくとも部分的に配置される。図７に示す例では、レセプタクル１５は、複数の第１のサセプター３によって取り囲まれた、穿孔された金属からなるドラムである。図７の写真は、例示を明確にするために、第１のサセプター３（黒い点線で示される）と第１の熱閉じ込め部１０の壁が取り除かれた装置を示す。

レセプタクル１５は、例えば、キャビティ９の内部又は外部に配置されたモーターによって、本発明によるプロセスの一実施形態において移動されることができる。レセプタクル１５は、プロセスの間にレセプタクル１５の内部に配置される、少なくとも１つのバルク金属部品４を撹拌するように移動される。１つ以上のバルク金属部品４の攪拌は、前記部品４の配列が、レセプタクル１５におけるマイクロ波場及び／又は温度分布に対して変更されることを可能にする。マイクロ波場及び／又は空間温度分布が均一でない場合、この撹拌によって、様々なバルク金属部品４及び／又は様々なバルク金属部品４の被覆をより均一に処理することを可能にすることができる。

レセプタクル１５は、図７に示すように、金属ドラムであることができる。この例では、ドラムはスチールからなり、穿孔されている。熱処理により、１つ以上のバルク金属部品４をアウトガスさせることができる。この孔は、レセプタクル１５に閉じ込められることなく、このガスがキャビティ９の中に対流することを可能にする。

ドラムは、それが含む１つ以上のバルク金属部品４を撹拌するために、それ自体の周りを回転することができる。この回転は、ドラムの対称軸の周りで行われることができる。

様々なバルク金属部品４は、マイクロ波の放出の間、又は実際にはマイクロ波の放出の工程の間に攪拌されることができる。マイクロ波が放射され、レセプタクル１５が移動される一連の工程が、有利であり得え、マイクロ波の放出の間に複数のバルク金属部品４を攪拌して接触させることにより、特定の部品４の間に電気アークが発生することができる。この効果は、マイクロ波の放出の停止の間に部品４を攪拌することによって回避することができる。レセプタクル１５を移動させる工程は、数秒続くことができる。この工程の持続期間は、典型的な熱処理（典型的には１００秒より長い）の持続期間に対して小さく、部品４の熱処理を僅かに中断させるに過ぎない。

図８は、本発明によるプロセスの実施のために使用される装置の一組の写真である。図８のパートＡは、第１の熱閉じ込め部１０の壁にしっかりと接合された一組の第３のサセプター１６を示す写真である。図８のパートＢは、第１のサセプター３によって囲まれた第１の容積に配列された複数の第３のサセプター１６を含む、本発明によるプロセスを実施するのに適した装置を示す写真である。図８のパートＡに見られることができる第３のサセプター１６のこうした部分は、プロセスが実行されている場合、図８のパートＢに示すように、レセプタクル１５の容積に挿入される。より一般的には、複数のバルク金属部品４は、少なくとも１つの第３のサセプター１６の近傍に配置される。これらの部品４は、ホルダー又は可動レセプタクル１５に配置されることができる。本発明者らは、この構成が部品４の被覆の温度のより急激な変動をもたらすことを見出した。図８のパートＢに示す装置の構成において、炭化ケイ素からなる６つのバーが、第３のサセプター１６に対応する。このプロセスにおいて、金属部品４は、これらのバーの間又は周りに配置されることができる。第３のサセプター１６の数及び配列は、マイクロ波場を完全に遮蔽しない。バルク金属部品４の被覆の熱処理は、１つ以上の被覆によるマイクロ波の吸収と、１つ以上の被覆へのサセプターからの熱伝達との組み合わせに起因する。

Claims (12)

1. バルク金属部品（４）の表面被覆（５）を処理するためのプロセスであって、
   ・マイクロ波キャビティ（９）内に、周波数ν_０でマイクロ波（１）を吸収することができるいわゆる表面被覆（５）を含む少なくとも１つのいわゆる金属部品（４）を配置する工程であって、前記バルク金属部品（４）は、１つ又は複数の第１のサセプター（３）によって取り囲まれることで、第１の容積を形成し、各サセプターは、所定の周波数でマイクロ波の放射を吸収し、また赤外放射を介して吸収されたエネルギーを再放出することができ、サセプターの寸法、材料、及び配列が、それぞれの前記金属部品（４）の近傍で、周波数ν_０で前記マイクロ波（１）を遮蔽するように構成されている工程と、
   ・前記周波数ν_０で前記マイクロ波を前記キャビティ内に放出する工程と、
   を含む、プロセスであって、
   前記被覆がフルオロポリマー被覆、エポキシ被覆、または化学的に安定である、酸化物でできており、
   前記周波数ν _０ で前記マイクロ波を前記キャビティに放出する工程の間に放出される電磁場の強度の平均は、前記第１の容積の内部において、
   前記キャビティ（９）内における前記第１の容積の外部における電磁場の強度の平均の１％より、２％より、または５％よりも高く、
   前記キャビティ（９）内における前記第１の容積の外部における電磁場の強度の平均の、９０％より、または８０％よりも低く、
   周波数ν _０ は、９００ＭＨｚと６ＧＨｚの間に含まれ、
   キャビティがマイクロ波加熱装置の処理チャンバである、プロセス。
2. 前記第１のサセプター（３）の前記材料、配列、及び寸法は、前記周波数ν _０ で前記マイクロ波を前記キャビティ内に放出する工程の間に、それぞれの前記金属部品（４）の近傍で、周波数ν_０で前記マイクロ波（１）を遮蔽する、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記表面被覆（５）は、それぞれの前記金属部品（４）のバルク材料の電気導電率よりも低い電気導電率を有する、請求項１〜２のいずれか一項に記載のプロセス。
4. 前記マイクロ波（１）を放射する工程の少なくともある間、前記被覆（５）の温度を測定する工程と、次いで、前記測定された温度に応じて前記マイクロ波（１）の放出出力を調整する工程と、を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセス。
5. 前記１つ以上の第１のサセプター（３）及び前記１つ以上の金属部品（４）を第１の熱閉じ込め部（１０）に配置する工程を含み、
   前記第１の熱閉じ込め部（１０）は、断熱材（７）からなる壁を有し、
   前記金属部品（４）と、前記被覆（５）と、前記第１のサセプター（３）とは、第１のアセンブリを形成し、
   前記第１の熱閉じ込め部（１０）の壁は、前記第１のアセンブリを取り囲む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. １つ又は複数の第２のサセプター（１２）で前記第１の熱閉じ込め部（１０）を取り囲むことで、第２の容積を形成する工程を含む、請求項５に記載のプロセス。
7. 前記周波数ν _０ で前記マイクロ波を前記キャビティ内に放出する工程の間に放出される電磁場の強度の平均は、前記第２の容積の内部において
   ・前記キャビティ（９）内における前記第２の容積の外部における電磁場の強度の平均の、１％より、２％より、または５％より高く、且つ、
   ・前記キャビティ（９）内における前記第２の容積の外部における電磁場の強度の平均の、９０％より、または８０％より低い、請求項６に記載のプロセス。
8. 前記１つ以上の第２のサセプター（１２）及び前記第１の熱閉じ込め部（１０）を第２の熱閉じ込め部（１１）に配置する工程を含み、
   前記第２の熱閉じ込め部（１１）は、断熱材（７）からなる壁を有し、
   前記１つ以上の第２のサセプター（１２）と、前記第１の熱閉じ込め部（１０）とは、第２のアセンブリを形成し、
   前記第２の熱閉じ込め部（１１）の壁は、前記第２のアセンブリを取り囲む、請求項６又は７に記載のプロセス。
9. レセプタクル（１５）を移動させる工程であり、前記レセプタクルは、少なくとも１つの前記バルク金属部品（４）を、レセプタクル（１５）の内部で撹拌するように、前記１つ以上の第１のサセプター（３）によって囲まれた前記第１の容積の内部に少なくとも部分的に配列される工程を含み、
   前記レセプタクルは、回転することによって少なくとも１つの前記バルク金属部品（４）を撹拌することができるドラムである、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロセス。
10. 複数の前記バルク金属部品（４）を、前記１つ以上の第１のサセプター（３）によって囲まれた前記第１の容積の内部に配列された少なくとも１つの第３のサセプター（１６）の近傍に配置する工程を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス。
11. 前記１つ以上の第１、第２、又は第３のサセプター（３，１２）の材料は、遷移金属の耐火性酸化物、および炭化物から選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプロセス。
12. 前記１つ以上の第１、第２、又は第３のサセプター（３，１２）の材料は、炭化ケイ素及びランタンクロマイトから選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプロセス。

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