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采用电磁波向生坯传入能量进行干燥,是七十年代发展的新技术,下面分别简介高频干燥、微波干远红外干燥的原理和使用情况 。
1、高频干燥
高频干燥是将坯体放在高颍电场中,坯体内的导电物体由于产生涡流状短路电流使物体发热而进行燥,属于高频电场感应加热 。其热能是由电能转变的,产生的热量取决于物体的介电损失、介电常数、欧姆电阻和电场频率 。物体中的水分多,电场频率意高,介电损失愈大,电阻愈小,产生的热量就愈多 。
此种干燥的特点是,随着表面水分气化,使坯体内外形成温度梯度,其温度降低的方向与水份移动的方向一致,故干燥时其湿扩散与热扩散的方向是一致的,能使坯体内部温度高于表面温度,从而提高内扩散速度,加快坯件干燥 。
由于高频加热是随着坯体水份减少而感应发热减少,对坯体干燥初期(即等速干燥阶段)很适宜,尤其是在坯料中含有微量电解质的情况下,高频感应更大 。但随着坯体中的水分逐渐减少,高频感应作用也逐渐减弱 。因此在干燥后期继续使用高频加热是不经济的 。
目前在日用陶瓷工业上尚未使用高频干燥,原因是有些具体问题尚待研究 。
2、微波干燥
微波干燥是用波长为0.001—1米的电磁波来加热介质而达到干燥的目的,它与高频感应加热的形式不同,是一种电场加热的方法 。由于微波的频率很高(一般为300—300,000兆周/秒),电场变化很快,因此介质内部分子的运动也很快,由磨擦而产生的热量也是很快的当把这种电磁波向还体辐射时,能引起水分子运动加剧而产生热能来干燥生坯 。
微波干燥具有干燥速度快,干燥均匀,热效率高,设备体小紧凑,反应灵敏,便于控制等优点,可以设想与滚压成型机同步运行组成成型千燥自动线 。但因微波管的质量和设备费用较高,以及微波辐射对人体有害,需要进行防护等问题,尚需研究解决 。对日用瓷坯体干燥来说,在我国还处于试验阶段 。
3、远红外干燥
远红外线加热干燥,是利用波长5.6—1000做米的远红外线辐射能,被加热物体中的水分子所吸收,直接转变为热能而实现加热干燥 。据试验,陶瓷坯体采用波长在2微米以上的远红外线进行干燥是极为有效的远红外线干燥与辐射千燥的方式相同,主要问题是选择红外辐射元件 。目前使用的远红外线辐元件的型式很多,按形状大致可分为管状、灯状和板状辐射元件 。不管是那种形状的元件,都是由基体(陶瓷或金属的)和基体表面涂复的辐射层以及热源三部分构成 。由热源发生的热通过基体传递到远红外辐射层,在涂复层的表面辐射出远红外线 。其热源可用电发热体(如电热丝),也可用煤气燃烧产物 。基体可用高辐射率的烧结材料如碳化硅、锆英石等制作,也可用金属制成,前者效率较高 。基体表面的辐射层可用涂刷粘结、复合烧结或等离子喷涂等方法敷涂 。
远红外线干燥很适应壁薄体小的日用瓷坯体,有的工厂已经采用 。它具有干燥速度快,生产效率高,节约能源,制造简单,维修方便等优点,可装在室式、链式等干燥器内,代替热空气作干燥热源 。有些工厂将远红外辐射干燥与热空气对流干燥结合使用,称为复合式干燥 。
【陶瓷生产:七十年代新发展的几种干燥方法】
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