2.3.3. Перспективные направления использования микроволнового нагрева

Специально проведенные исследования показали, что при микроволновом облучении не происходит образования каких-либо активных частиц, т.е. химических изменений в веществе; интенсификация процессов осуществляется только за счет термоактивации.  Отсюда следует, что использование СВЧ-облучения целесообразно в тех случаях, когда  технологический процесс лимитируется продолжительностью нагрева.

По сравнению с другими способами нагрева микроволновая обработка имеет следующие преимущества: 

- быстрота и низкая инерционность нагрева;

- однородность нагрева по всему объему материала;

- высокий к.п.д. преобразования электрической энергии(50% при частоте 2,45 ГГц и 85% при частоте 915 МГц);

- отсутствие контакта нагреваемого тела и теплоносителя;

- возможность избирательного нагрева компонентов смеси веществ;

- возможность направленного воздействия электромагнитного излучения (т.е. возможность воздействия на материал, находящийся внутри металлического реактора при наличии диэлектрического окна).

СВЧ-нагрев наибольшее применение нашел для обработки пищевых продуктов, включая процессы сушки, размораживания, разогрева продуктов питания, выпечки, стерилизации. Все чаще делаются попытки использовать микроволновое излучение в химической промышленности. Это сушка различных материалов и изделий, разрушение горных пород и бетона, сварка пластмасс, вулканизация резин,  процессы получения пористых материалов и др. [16].

В последние годы возрос интерес к микроволновому нагреву в связи с разработкой новых методов получения тугоплавких соединений, используемых в производстве конструкционной и функциональной керамики [17].

Накоплен значительный экспериментальный материал по СВЧ-спеканию оксидов алюминия, титана и циркония, а также оксидных порошков сложного состава. Основными достоинствами микроволнового спекания являются высокая скорость и однородность нагрева. Это обеспечивает формирование керамики с более однородной микроструктурой.

Большое количество работ посвящено использованию СВЧ-нагрева для синтеза оксидов путем термического разложения солей или гидроксидов. Синтезированным таким образом  порошки отличаются от порошков, полученных традиционными методами,  более высокой дисперсностью, вплоть до наноразмеров, и одноодностью.

Микроволновый нагрев также успешно  применяют при осуществлении золь-гель-процессов, гидротермальном синтезе, проведении твердофазных химических взаимодействий. Достаточно много исследований проведено с целью исследования возможностей микроволнового нагрева при получении высокоактивных и селективных оксидных катализаторов, ферритов,  молекулярных сит.

Осуществлен успешный микроволновый синтез  некоторых сульфидов, нитридов, селенидов, силицидов и других веществ, находящих все более широкое применение при получении современных материалов. Описаны попытки использования СВЧ-нагрева в органическом синтезе.

Таким образом, накопленный к настоящему времени экспериментальный материал позволяет рассматривать микроволновый нагрев как альтернативу обычному нагреву при осуществлении достаточно большого числа различных процессов химической технологии. Широкому использованию этого способа термического воздействия препятствует пока высокая стоимость электроэнергии и отсутствие промышленных СВЧ-печей нужной мощности.