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​微波场中高碳锰铁粉固相脱碳电磁性能研究:

高碳锰铁分析材料的电磁性能是研究其微波吸收性能的基础。相对复介电常数εr及相对复磁导率μr是表征材料电磁性能的主要物理参量,它们反映了材料损耗电磁能量的能力。材料对微波的损耗机理主要包括电损耗和磁损耗,在此基础上也有绝缘壳层、柱体电容等新理论的提出。在微波加热场中,高碳锰铁粉通过吸收微波进行固相脱碳反应,碳酸钙粉热分解产生的CO2对高碳锰铁粉固相脱碳具有很好的脱碳作用;但脱碳过程中物料的物相发生了变化,其电磁性能也会发生相应的变化,这些变化影响着微波加热场与物料的作用关系。因此,在微波加热高碳锰铁粉.固相脱碳过程中,研究高碳锰铁粉及其脱碳物料的电磁性能变化规律以及微波加热场与物料的作用关系具有十分重要的意义。碳酸钙粉与高碳锰铁粉按摩尔脱碳比C02碳酸钙粉:C高碳锰铁粉=1.80:1.00均匀混合,在微波加热场和常规加热场中分别进行固相脱碳反应,微波加热和常规加热的脱碳温度分别为900℃、1000℃、1100℃、1200℃,且各保温脱碳60分钟。高碳锰铁用矢量网络分析法测试了高碳锰铁粉原始样、微波加热高碳锰铁粉的脱碳物料及常规加热高碳锰铁粉的脱碳物料的电磁性能。分析测试表明,高碳锰铁粉脱碳前后的电磁性能变化很大,具体变化规律和研究结果如下:(1)在微波加热场中,高碳锰铁粉具有一定的频散效应。高碳锰铁粉中的碳是电导损耗型材料,碳原子通过电导损耗吸收微波。高碳锰铁粉物相主要为锰铁碳化物,在微波频率2-18GHz之间,其相对介电常数εr’在323.75-9.5之间变化;且随微波频率的提高,εr’趋于变小;在微波加热频率2.45GHz时,高碳锰铁粉的εr’为252.12,说明高碳锰铁粉为电导损耗型材料。(2)对于微波加热温度900℃、1000℃、1100℃、1200℃且分别保温60min的物料,在微波频率2-18GHz之间,除1100℃保温60min的物料外,其他各温度物料的电磁性能相近,εr’值在7.60-8.58之间变化,相对磁导率μr’值在0.91-1.04之间变化;而微波加热温度1100℃保温60min的脱碳物料的介电性能变化较大,在微波频率2-18GHz之间,εr’值较高,在8.18-10.00之间变化,μr’高碳锰铁值变化不大,在0.88-1.04之间变化。

高碳锰铁