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微波技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展概況
微波設(shè)備技術(shù)最早應(yīng)用于通信、廣播、電視傳播等領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域里，微波用于產(chǎn)生，傳播，放大，處理信息，主要作為信息或信息的載體被利用。在微波通信工程的數(shù)十年應(yīng)用中，微波的熱效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)并被嘗試應(yīng)用在工業(yè)加熱、烘干和殺菌領(lǐng)域。
其實(shí)早在1945年，美國(guó)就有人提出利用微波對(duì)材料進(jìn)行加熱的想法。隨后有不少人對(duì)此課題進(jìn)行了不斷探索、試驗(yàn)和研究。直到六十年代末。微波作為能量終于被作為一種能源來(lái)加以利用，進(jìn)行加熱、干燥、殺蟲(chóng)、滅菌、醫(yī)療等工業(yè)項(xiàng)目上。首創(chuàng)是在食品工業(yè)方面，而家用微波爐的出現(xiàn)更進(jìn)一步擴(kuò)大了微波加熱技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域�，F(xiàn)在，微波加熱作為一項(xiàng)新技術(shù)已受到各學(xué)科領(lǐng)域的高度重視和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
我國(guó)在70年代開(kāi)始微波應(yīng)用研究工作，于1973年開(kāi)始微波加熱應(yīng)用技術(shù)的研究和微波加熱用磁控管的研制。1974年和1980年電子工業(yè)部召開(kāi)了“全國(guó)微波能推廣應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”，交流微波學(xué)術(shù)及應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題。81年3月經(jīng)四機(jī)部批準(zhǔn)，抽調(diào)部屬單位的科技力量，成立了——中國(guó)電子器件工業(yè)總公司微波能推廣應(yīng)用站，負(fù)責(zé)全國(guó)微波能推廣應(yīng)用的組織、設(shè)計(jì)研究工作。1983年10月中國(guó)電子學(xué)會(huì)召開(kāi)了首屆“全國(guó)微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)”。嗣后每二年在全國(guó)選擇推廣應(yīng)用好的地區(qū)輪流舉辦微波應(yīng)用技術(shù)交流，以推動(dòng)國(guó)內(nèi)微波事業(yè)的發(fā)展。每屆均有論文集出版，涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、科研等方面的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前,我國(guó)已在皮革、木材、彩色印刷、食品、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠以及醫(yī)療等行業(yè)逐漸采用微波技術(shù)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。微波能技術(shù)作為一種新的加工手段，對(duì)各行業(yè)的技術(shù)改造和設(shè)備更新已形成極大地沖擊。特別是現(xiàn)階段，擺在各經(jīng)營(yíng)者面前的是解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與社會(huì)需求的問(wèn)題，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)、品種要求的提高。其焦點(diǎn)之一就是技術(shù)創(chuàng)新不足、品質(zhì)升級(jí)滯后。微波技術(shù)的出現(xiàn)為提高產(chǎn)品檔次、跟上技術(shù)進(jìn)步、創(chuàng)高附加值產(chǎn)品提供了良好條件。
１、食品工業(yè)
民以食為天，食品工業(yè)是我國(guó)迅速崛起的支柱產(chǎn)業(yè)。利用微波可對(duì)食品進(jìn)行膨化、烘干、脫腥和保鮮處理。目前已用于糕點(diǎn)、牛肉干、土豆片、魚(yú)片干、鹽水鴨、腰果、花生米、瓜子、大豆等方面的生產(chǎn)中。我公司每年都生產(chǎn)有50～60套微波食品烘烤設(shè)備和微波殺菌設(shè)備應(yīng)用于食品工業(yè)。
２、木材加工
微波設(shè)備可對(duì)１－６公分厚的木板進(jìn)行均勻、快速烘干，干燥只需十幾分鐘，且不開(kāi)裂、變形小，同時(shí)殺死木材內(nèi)部的卵蟲(chóng)和幼蟲(chóng)；也可對(duì)膠合板或拼板膠接的固化處理；竹制品干燥設(shè)備、竹制品滅霉殺菌設(shè)備，木材烘干設(shè)備應(yīng)用最廣。
３、橡膠工業(yè)
日本用2450MHz、5～10kw微波對(duì)輪胎作一次加熱，升溫到硫化溫度后用熱風(fēng)保溫，可硫化3～4噸重量的輪胎；美國(guó)采用915MHz、50kw喇叭天線作為輻射加熱器，利用程序控制對(duì)大型輪胎進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，其優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻、硫化時(shí)間縮短三分之一。我公司研制的微波橡膠硫化設(shè)備和橡膠脫硫設(shè)備在福建用于普通膠條或帶金屬骨架膠條的連續(xù)硫化，質(zhì)量可與進(jìn)口設(shè)備媲美，價(jià)格是其三分之一。
４、殺蟲(chóng)滅菌
用微波滅菌設(shè)備可在較低溫度下滅菌殺蟲(chóng)。處理食品、藥品、煙草、木材等。在70～80℃時(shí)就能起到殺蟲(chóng)滅菌作用。且升溫速度快，不受物料厚度、形狀影響。
５、脫硫
原煤中的硫以黃鐵礦形式出現(xiàn)，黃鐵礦比煤有更高的損耗角正切，因此利用微波脫硫設(shè)備可使黃鐵礦得到選擇性加熱與氣體發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行脫硫。而煤不受影響。理想的方法是以持續(xù)時(shí)間為0.1秒的脈沖波進(jìn)行間歇式加熱，將黃鐵礦石用微波爐加熱到約650℃的高溫。這種方法去硫效果好，不需昂貴的催化劑，節(jié)省資金，能源效率高，環(huán)境污染小。
６、微波等離子體技術(shù)
半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中已經(jīng)采用微波等離子體技術(shù)，進(jìn)行刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化硅片；還可用于金屬、合金、非金屬的表面處理；用于等離子體光譜分析，可檢測(cè)十幾種元素。
７、醫(yī)療
微波生物效應(yīng)分熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。其熱效應(yīng)在醫(yī)療方面可進(jìn)行微波理療、配合放療和化療進(jìn)行透熱治癌；另外還可以利用微波加熱血漿、解凍冷藏器官；還可設(shè)計(jì)微波手術(shù)刀，開(kāi)刀止血快、出血量少。
８、測(cè)量
微波測(cè)量精度高，適宜于生產(chǎn)中連續(xù)測(cè)量和自動(dòng)控制。已廣泛用于測(cè)距、測(cè)溫、測(cè)厚、測(cè)速等方面。
９、陶瓷燒結(jié)
微波可進(jìn)行陶瓷的均勻致密化燒結(jié)，最高溫度可達(dá)2000℃，獲得大尺寸的精細(xì)陶瓷。
１０、化學(xué)工業(yè)
微波在化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，如微波消解設(shè)備、微波萃取設(shè)備、微波水解設(shè)備、微波催化反應(yīng)設(shè)備等。
我國(guó)在70年代開(kāi)始微波應(yīng)用研究工作，于1973年開(kāi)始微波加熱應(yīng)用技術(shù)的研究和微波加熱用磁控管的研制。1974年和1980年電子工業(yè)部召開(kāi)了“全國(guó)微波能推廣應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”，交流微波學(xué)術(shù)及應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題。81年3月經(jīng)四機(jī)部批準(zhǔn)，抽調(diào)部屬單位的科技力量，成立了——中國(guó)電子器件工業(yè)總公司微波能推廣應(yīng)用站，負(fù)責(zé)全國(guó)微波能推廣應(yīng)用的組織、設(shè)計(jì)研究工作。1983年10月中國(guó)電子學(xué)會(huì)召開(kāi)了首屆“全國(guó)微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)”。嗣后每二年在全國(guó)選擇推廣應(yīng)用好的地區(qū)輪流舉辦微波應(yīng)用技術(shù)交流，以推動(dòng)國(guó)內(nèi)微波事業(yè)的發(fā)展。每屆均有論文集出版，涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、科研等方面的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前,我國(guó)已在皮革、木材、彩色印刷、食品、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠以及醫(yī)療等行業(yè)逐漸采用微波技術(shù)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。微波能技術(shù)作為一種新的加工手段，對(duì)各行業(yè)的技術(shù)改造和設(shè)備更新已形成極大地沖擊。特別是現(xiàn)階段，擺在各經(jīng)營(yíng)者面前的是解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與社會(huì)需求的問(wèn)題，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)、品種要求的提高。其焦點(diǎn)之一就是技術(shù)創(chuàng)新不足、品質(zhì)升級(jí)滯后。微波技術(shù)的出現(xiàn)為提高產(chǎn)品檔次、跟上技術(shù)進(jìn)步、創(chuàng)高附加值產(chǎn)品提供了良好條件。
１、食品工業(yè)
民以食為天，食品工業(yè)是我國(guó)迅速崛起的支柱產(chǎn)業(yè)。利用微波可對(duì)食品進(jìn)行膨化、烘干、脫腥和保鮮處理。目前已用于糕點(diǎn)、牛肉干、土豆片、魚(yú)片干、鹽水鴨、腰果、花生米、瓜子、大豆等方面的生產(chǎn)中。我公司每年都生產(chǎn)有50～60套微波食品烘烤設(shè)備和微波殺菌設(shè)備應(yīng)用于食品工業(yè)。
２、木材加工
微波設(shè)備可對(duì)１－６公分厚的木板進(jìn)行均勻、快速烘干，干燥只需十幾分鐘，且不開(kāi)裂、變形小，同時(shí)殺死木材內(nèi)部的卵蟲(chóng)和幼蟲(chóng)；也可對(duì)膠合板或拼板膠接的固化處理；竹制品干燥設(shè)備、竹制品滅霉殺菌設(shè)備，木材烘干設(shè)備應(yīng)用最廣。
３、橡膠工業(yè)
日本用2450MHz、5～10kw微波對(duì)輪胎作一次加熱，升溫到硫化溫度后用熱風(fēng)保溫，可硫化3～4噸重量的輪胎；美國(guó)采用915MHz、50kw喇叭天線作為輻射加熱器，利用程序控制對(duì)大型輪胎進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，其優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻、硫化時(shí)間縮短三分之一。我公司研制的微波橡膠硫化設(shè)備和橡膠脫硫設(shè)備在福建用于普通膠條或帶金屬骨架膠條的連續(xù)硫化，質(zhì)量可與進(jìn)口設(shè)備媲美，價(jià)格是其三分之一。
４、殺蟲(chóng)滅菌
用微波滅菌設(shè)備可在較低溫度下滅菌殺蟲(chóng)。處理食品、藥品、煙草、木材等。在70～80℃時(shí)就能起到殺蟲(chóng)滅菌作用。且升溫速度快，不受物料厚度、形狀影響。
５、脫硫
原煤中的硫以黃鐵礦形式出現(xiàn)，黃鐵礦比煤有更高的損耗角正切，因此利用微波脫硫設(shè)備可使黃鐵礦得到選擇性加熱與氣體發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行脫硫。而煤不受影響。理想的方法是以持續(xù)時(shí)間為0.1秒的脈沖波進(jìn)行間歇式加熱，將黃鐵礦石用微波爐加熱到約650℃的高溫。這種方法去硫效果好，不需昂貴的催化劑，節(jié)省資金，能源效率高，環(huán)境污染小。
６、微波等離子體技術(shù)
半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中已經(jīng)采用微波等離子體技術(shù)，進(jìn)行刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化硅片；還可用于金屬、合金、非金屬的表面處理；用于等離子體光譜分析，可檢測(cè)十幾種元素。
７、醫(yī)療
微波生物效應(yīng)分熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。其熱效應(yīng)在醫(yī)療方面可進(jìn)行微波理療、配合放療和化療進(jìn)行透熱治癌；另外還可以利用微波加熱血漿、解凍冷藏器官；還可設(shè)計(jì)微波手術(shù)刀，開(kāi)刀止血快、出血量少。
８、測(cè)量
微波測(cè)量精度高，適宜于生產(chǎn)中連續(xù)測(cè)量和自動(dòng)控制。已廣泛用于測(cè)距、測(cè)溫、測(cè)厚、測(cè)速等方面。
９、陶瓷燒結(jié)
微波可進(jìn)行陶瓷的均勻致密化燒結(jié)，最高溫度可達(dá)2000℃，獲得大尺寸的精細(xì)陶瓷。
１０、化學(xué)工業(yè)
微波在化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，如微波消解設(shè)備、微波萃取設(shè)備、微波水解設(shè)備、微波催化反應(yīng)設(shè)備等。
