陶瓷的红外线干燥


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频率大部分位于红外波段内。当入射的红外线频率与含水物质的频率一致时,可使分子产生激烈的共振,温度升高,水分蒸发,使物体得以干燥。

红外线的传播不需要中间介质,而且空气吸收辐射能的能力甚微,故红外干燥器的热效率高。另外。物料周围空气不吸收辐射能,因此温度也不高,当采取间歇照射时,在停照阶段,物料表面温度迅速降低,热扩散与湿扩散方向一致,利于提高干燥速度。

红外线的穿透深度与波长为同一数量级,只能达到坯体表面很薄的一层,因此更适用于薄壁坯体的干燥。

红外线干燥还具有不污染制品的优点,故特别适于施釉制品的干燥。

现有两种类型:一种是红外线灯泡,峰值波长可达3—4μ,由于灯泡玻璃透光能力的限制,波长扩展困难,红外线灯安装使用方便,但易损坏,设备费用较高。另一种是以炽热的金属或耐火材料板管作辐射源,板管可用电、煤气或其他热源加热,可发射6微米以下的红外线。

远红外线干燥器大部份物体吸收红外线的波长范围都在远红外区,水在远红外区也有强的吸收峰。远红外线对被照物体的穿透深度也比近、中红外线深,因此,采用远红外线干燥陶瓷坯体更为合理。

用作远红外辐射材料的,有某些金属氧化物,碳化物、氮化物、硼化物等,等。以上材料可单独使用,也可按一定配方混合使用。通常将它们涂复在金属或陶瓷基体材料上。涂复方法有:涂刷粘结、等离子喷涂、火焰喷涂等,也可作为釉料烧结在基体材料上。元件可采用电加热,也可用煤气,烟气或蒸汽加热。加热温度依使用温度和材料性能决定。从辐射红外线角度来看,辐射表面温度以400~500℃为最好。有些高温、高辐射涂料,可直接烧结在碳化硅电热板管上或涂复在铁铬铝基体上,用于电热窑炉比较方便,在各种远红外辐射材料中,由于碳化硅在整个辐射波段内都有相当大的辐射能力,用于远红外干燥,温度不高而寿命长,加之来源容易,故得到广泛应用。若其上涂复抗氧化涂层其辐射远红外线的性能更好。此外,用锆英石制得的黑色陶瓷以及复合稀土氧化物——铁锰稀土钙也是很有前途的远红外辐射材料。红外辐射器可以安装在室式干燥器、链式干燥器或隧道式干燥器中单独作为热源,但更合理的办法是将远红外辐射干燥和对流干燥结合起来,采用红外线辐射与热气流高速喷射交替进行的方式。红外线辐射加热有利于内部水分的扩散,但对外扩散效果较差,热风高速喷射有利于水分的外扩散,但对内扩散效果较差,若交替使用,不仅可以相得益彰,互相补充,而且热扩散和湿扩散的方向可调整到一致,既能加快干燥速度,又不致产生干燥废品,故红外线与对流复合干燥的方法最为理想。
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