微波燒結是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種加熱燒結新技術(shù),它不同于通過(guò)傳導、輻射、對流機制傳遞熱量的傳統加熱燒結方法,而是利用微波的特殊波段與材料的基本結構耦合而產(chǎn)生熱量,使得材料整體被加熱至燒結溫度而實(shí)現致密化。微波燒結與傳統燒結技術(shù)相比,具有許多突出優(yōu)點(diǎn):

　　(1)微波燒結能非?？斓貙㈦姶挪ǖ哪芰哭D化為物質(zhì)分子的能量,從而使得材料可內外同時(shí)加熱,使材料內部溫度梯度很小,材料內部熱應力減至最低,因此能有效緩解材料在燒結過(guò)程中的開(kāi)裂與變形。
　　(2)微波燒結可顯著(zhù)降低燒結溫度,并由于加熱速率快,使得燒結周期大大縮短,從而大幅降低了能耗,比常規燒結節能70%～90%;而且能顯著(zhù)減少燒結氣氛的氣體使用量,使得燒結過(guò)程中的廢物、廢熱排放量顯著(zhù)降低。
　　(3)在微波電磁能的作用下,材料內部分子的動(dòng)能增加,擴散系數提高,燒結活化能降低,使得晶粒來(lái)不及長(cháng)大就被燒結,從而得到均勻的細晶粒組織;并且材料的孔隙率小,孔隙形狀也比傳統燒結的更圓滑,使材料具有更優(yōu)良的力學(xué)性能。

　　例如,制備92.5W6.4Ni1.1Fe合金,在傳統燒結爐中粉末坯體的升溫速率為5℃/min,而在微波爐中,其升溫速率可達到20℃/min,這使得燒結時(shí)間減少了75%左右,從而大幅縮短燒結周期,并有效抑制了晶粒粗化。在傳統燒結過(guò)程中,除了會(huì )使晶粒粗化外,長(cháng)時(shí)間燒結也會(huì )導致鎢鎳鐵合金中產(chǎn)生脆性金屬間化合物NiW和Fe7W6,而使用微波燒結制備的合金中沒(méi)有發(fā)現這類(lèi)脆性金屬間化合物,這使得其抗拉強度達到了805MPa,高于傳統燒結體(642MPa),伸長(cháng)率達到11.2%,也高于傳統燒結體(3.5%)。在燒結高密度合金時(shí),由于固、液相密度差異較大,在重力作用下固相會(huì )發(fā)生沉降,坯體在燒結時(shí)就會(huì )產(chǎn)生變形。使用微波燒結技術(shù)升溫速率較快,能有效控制這一問(wèn)題。使用微波燒結法制備90W7Ni3Fe合金,試樣的垂直收縮率和水平收縮率分別為0.21%和0.72%,明顯小于傳統燒結試樣(垂直收縮率1.23%,水平收縮率3.25%)。此外,微波燒結能促進(jìn)合金固結,其平均晶粒尺寸比常規燒結的小,相對密度也更高,可達到99.88%。又如,常規燒結WC/Co復合材料必須加入大量的晶粒生長(cháng)抑制劑以便獲得細小均勻的微觀(guān)結構,但是這些晶粒生長(cháng)抑制劑的加入會(huì )降低最終產(chǎn)品的力學(xué)性能,而在微波燒結試樣中不需要加入大量的晶粒生長(cháng)抑制劑就可獲得細晶粒組織,從而可獲得更加優(yōu)良的力學(xué)性能。在傳統燒結中,大量的鎢會(huì )溶解在鈷基體中,而在微波燒結試樣中沒(méi)有觀(guān)察到這種現象,因此,微波燒結試樣的硬度和抗腐蝕性能都得到了顯著(zhù)改善。