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微波干燥機理與陶瓷坯體特點
近年來,微波技術(shù)在材料工程的應(yīng)用已越來越受到人們的關(guān)注.應(yīng)用于陶瓷領(lǐng)域開始于70年代.隨著技術(shù)的不斷提高,在陶瓷廣方面應(yīng)用越來越廣泛.有衛(wèi)生陶瓷,電陶瓷,高承重環(huán)保地磚陶瓷等.
陶瓷坯體干燥一般分為3個階段
(1)加熱階段:由于干燥介質(zhì)傳給陶瓷坯體的熱量大于水分蒸發(fā)所需要的熱量,坯體表面溫度不斷升高,水分蒸發(fā)量隨之增大.到某一個點時,傳給坯體的熱量等于水分蒸發(fā)所需要的熱量,坯體表面溫度停止升高并等于干燥介質(zhì)的濕球溫度,此后開始等溫蒸發(fā)階段.
(2)等速干燥階段:坯體表面的水分蒸發(fā)過程同自由液面水的蒸發(fā)一樣,其水蒸汽分壓等于濕球溫度下的飽和水蒸汽壓.坯體內(nèi)部的水分在濃度梯度推動下,擴散到表面,使坯體表面始終存在自由水.此階段的干燥速率取決于水蒸汽的外擴散速率,故這一階段又稱為外擴散控制階段.隨著自由水的排除,制品發(fā)生體積收縮并產(chǎn)生收縮應(yīng)力.過某點后坯體表面現(xiàn)象不再有連續(xù)的自由水膜,坯體表面的水蒸汽壓低于干燥介質(zhì)濕球溫度下的飽和蒸汽壓,此時坯體表面的水為大氣吸附水,而內(nèi)部仍為自由水.對應(yīng)于某點的干基水分稱為臨界水分.
(3)降速干燥階段:此階段為大氣吸附水排除階段,內(nèi)擴散速率小于外擴散速率,表面水蒸發(fā)速率受內(nèi)擴散速率限制.在降速干燥階段,因坯體表面水分逐漸減少,蒸發(fā)所需的熱量也逐漸減少,坯體表面溫度不斷升高,干燥速率下降直到零,干燥過程結(jié)束.含水量多的坯體,具有完整的干燥過程曲線,含水量少的坯體,等速干燥階段不明顯.