一种含有MoSi2的微波高温加热发热材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了微波高温加热发热材料技术领域的涉及一种含有ＭｏＳｉ↓［２］的微波高温加热发热材料及其制备方法。所述含有ＭｏＳｉ↓［２］的微波高温加热发热材料是基于ＭｏＳｉ↓［２］优良的高温抗氧化性和优良的微波吸收特性，将其和其它的微波强吸收材料相互复合而制备获得。ＭｏＳｉ↓［２］的使用形式包括粉状、浆料状或板块状，与之相互复合的其它微波强吸收材料是ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｃ、ＣｕＯ、Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］中的一种或一种以上的混合物。本发明专利技术所述的微波高温加热发热材料用作发热元件，去代替电阻丝、硅碳棒和硅钼棒等传统发热元件，具有高温抗氧化性好，使用寿命高，升温速度快，发热面积大，加热均匀和节能的优点，特别适合用作微波高温加热发热体，代替传统电炉中的发热元件，亦可作为一种新型的微波吸收材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微波高温加热发热材料
，特别涉及一种含有MoSi2的微波高温加热 发热材料及其制备方法，更确切地说是一种以MoSi2作为微波吸收和高温抗氧化组分，通过 成分变化和工艺控制，以获得具有优良的微波吸收和微波高温加热性能的复合材料及其制备 方法，尤其适合用作高温发热体，代替传统电炉中的发热元件。
技术介绍
微波能已经越来越多的应用于加热领域，例如食品、造纸、木材、烧结等等。实际加 热应用的微波通常是频率为915MHz和2450MHz的电磁波。微波加热的简单原理是其交变电 磁场的极化作用使材料内部的自由电荷重新排布及偶极子的反复调旋，从而产生强大的振动 和摩擦，在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内的热能，导致介质温度升高，因 此微波加热是介质材料自身损耗电磁场能量而发热。微波加热显著不同于常规加热，具有如 下优点(l)属于内加热，具有不接触性；(2)加热速度快；(3)加热效率高，可显著节能； (4)可选择性的加热物料；(5)热惯性小；(6)对化学反应具有催化作用。然而 ，物质吸收微波能的本领与该物质的复介电常数有关，即损耗因子越大，吸收微波 的能力越强，因此上述微波加热的优点只是针对特定的微波强吸收材料，如水、SiC、碳、 铁氧体、A1N、部分半导体陶瓷和金属陶瓷、金属微粉，等等，本专利技术又将这些材料称之为 微波加热敏感材料。因此微波加热也有其明显的局限性和不足(1)微波加热的选择性导致 其不能直接加热块状的金属材料，因为金属反射微波；微波也难于加热很多绝缘体材料，例 如玻璃、塑料(如聚乙烯、聚苯乙烯等)、石英及部分陶瓷材料，因为这些材料对微波是 "透明的"，它们不吸收或者较少的吸收微波能量，因此对于这些材料微波的加热效率会很低。 (2)很多情况下微波加热的均匀性并不好，例如对于有些较大的块体材料微波难于穿透， 微波所携带的能量也将随着深入介质表面的距离，呈指数形式衰减；同时，微波加热的均匀 性还强烈的取决于微波场分布的均匀性。本专利技术认为微波加热可以通过另外一种新型的方式实现，即用微波首先加热上述"微 波加热敏感材料"，然后再以"微波加热敏感材料"作为发热体(热源)去加热待加热的物料。 目前，人们已经公开的微波强吸收材料(微波加热敏感材料)有很多，主要有水、SiC、碳、 铁氧体、A1N、部分半导体陶瓷和金属陶瓷、金属微粉，等等。但是考虑到成本问题和寿命 问题，能够适合作为微波高温加热发热材料(发热体或发热元件)的却不多水显然不适合， A1N成本太高，铁氧体、半导体陶瓷和金属陶瓷则存在成本高，或加热效果不理想，或加热 温度不能过高等不足，金属微粉则存在高温氧化问题，比较常用的主要是成本相对较低的SiC和石墨(碳)。但是石墨也存在严重的高温氧化问题，因此在惰性气氛或真空环境下使用较为理想；SiC在800 114(TC温区和155(TC以上的温度下高温氧化性较差，使用寿命降低。因此，专利技术一种高寿命、高使用温度和高效率的微波加热发热材料具有重要的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高寿命、高使用温度和高效率的含有MoSi2的微波高温加热发热材料及其制备方法，用其代替电阻丝、硅碳棒和硅钼棒等传统发热元件，不仅可以解决现 有微波强吸收材料高温加热寿命低和加热能力差的不足，而且可以解决传统发热元件成本高、 寿命低、加热速度慢等不足。本专利技术是通过如下技术方案来实现上述目的的选择高温抗氧化性强和微波吸收特性优 良的MoSi2作为本专利技术微波高温加热发热材料的重要组分，将其和其它微波强吸收材料相互 复合而制备一种含有MoSi2的微波高温加热发热材料。本专利技术的加热设计思路是利用微波 首先加热上述含有MoSi2的微波高温加热发热材料以令其迅速发热，然后再将其作为发热体(热源)通过热传递去加热待加热的任何物料，即电能4微波能~>热能~>热传递。本专利技术 微波高温加热发热材料优越的高温抗氧化性主要是源于在其表面和其它微波强吸收材料的表面形成了一薄层Si02或一层由耐氧化和难熔的硅酸盐组成的保护膜。本专利技术所述的含有 MoSi2的微波高温加热发热材料的高温抗氧化性好，且能够将微波能高效地转变为热能，特 别适合用作微波高温加热发热体，代替传统电炉中的发热元件，亦可作为一种新型的微波吸 收材料。所述的含有MoSi2的微波高温加热发热材料中MoSi2的含量是l~100wt.%，而且加热温 度越高，MoSi2的含量也越高。对于空气中155(TC以上的高温加热优选100 wt.%的MoSi2 粉或板块(一般商品化的MoSi2粉或板块的纯度大于95wt /。)作为微波高温加热的发热体。 MoSi2含量的确定综合考虑成本、加热温度、加热效率和速度方面的要求。若不考虑成本， 可选100 wt.%的MoSi2粉或板块作为微波高温加热的发热体。所述的含有MoSi2的微波高温加热发热材料中其它微波强吸收材料可以是SiC、 A1N、 C、 CiiO、 Fes04中的一种或一种以上的混合物，但是优选SiC，特别是对于空气中1200~1550°C 的高温加热优选再结晶SiC;对于120(TC以上的高温加热，不选择CuO和/或Fe304作为微波 高温加热发热材料的组成组分。各组成组分的选择和各组分含量的确定综合考虑成本、加热 温度、加热效率和速度方面的要求。所述含有MoSi2的微波高温加热发热材料，其特征在于，所述的MoSb和其它微波强吸 收材料的使用形式包括粉体状、浆料状或板块状，所述的含有MoSi2的微波高温加热发热材 料的制备方法有四种方法一MoSi2粉和其它微波强吸收材料粉体进行球磨混合或强制机械搅拌混合后直接使用， 其中MoSi2含量为l~100wt.%，其它微波强吸收材料粉体的含量为0~99wt.%，但是全部 粉体含量的总合等于100wt%。方法二 (1) MoSi2粉和其它微波强吸收材料粉体的球磨或强制机械搅拌的混合物再与水、 水玻璃和/或商品化的高温胶(泥)进行强制机械搅拌混合以获得浆料状产物，其中MoSi2 含量为l~100wt.%，其它微波强吸收材料粉体的含量为0~99wt.%，水的含量为0~80wt.%,水玻璃和/或商品化的高温胶(泥)的含量为0~30wt.%，但是全部组分含量的总合等于 100wt%; (2)将该浆料状产物涂覆在固态载体上(或者浸渗压渗到表层内)，涂覆厚度 可控制在(U 10mm; (3)烘干后使用。方法三(1)MoSi2粉、其它微波强吸收材料粉体和烧结助剂三者球磨或强制机械搅拌的混 合物与粘结剂进行球磨或强制机械搅拌混合，其中MoSb含量为l~100wt.%，其它微波 强吸收材料粉体的含量为0~99wt.%，烧结助剂的含量为0~5wt.%，粘结剂的含量为 2~15wt.%，但是全部组分含量的总合等于100wt%; (2)混合产物千燥、粉碎并过筛后 压制成型；(3)特定气氛中进行无压烧结或热压烧结后使用。方法四(1) MoSi2粉与水、水玻璃和/或商品化的高温胶(泥)进行球磨或强制机械搅拌混 合获得浆料状产物，其中MoSi2含量为l~100wt.%，水的含量为0~80wt.%，水玻璃和/ 或商品化的高温胶(泥)的含量为0~30wt.%，但是全部组分含量的总合等于100wt%;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有ＭｏＳｉ↓［２］的微波高温加热发热材料，其特征在于，所述微波高温加热发热材料是基于ＭｏＳｉ↓［２］优良的高温抗氧化性和优良的微波吸收特性，将其和其它微波强吸收材料相互复合而制备获得，其中ＭｏＳｉ↓［２］的含量是１～１００ｗｔ．％，而且加热温度越高，ＭｏＳｉ↓［２］的含量也越高，对于空气中１５５０℃以上的高温加热优选１００ｗｔ．％的ＭｏＳｉ↓［２］粉或板块（一般商品化的ＭｏＳｉ↓［２］粉或板块的纯度大于９５ｗｔ．％）作为微波高温加热的发热体。ＭｏＳｉ↓［２］含量的确定综合考虑成本、加热温度、加热效率和速度方面的要求，若不考虑成本，可选１００ｗｔ．％的ＭｏＳｉ↓［２］粉或板块作为微波高温加热的发热体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申玉田，徐艳姬，王玺龙，申偲伯，申玉娟，王建军，
申请(专利权)人：徐艳姬，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]