##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Доведена актуальність дослідження ефективності нагрівання в мікрохвильовому полі сировини для технічної кераміки на основі оксиду алюмінію (Al₂O₃), що пов’язано з високою енергоємністю керамічної промисловості та спонукає пошук енергоефективних технологій термічної обробки керамічних матеріалів. Визначено, що застосування мікрохвильового нагрівання здатне забезпечити об’ємне поглинання енергії матеріалом, високу швидкість нагрівання та можливість зниження температури і тривалості процесу. Об’єктом дослідження є порошкові композити на основі оксиду алюмінію зі зв’язуючим полівініловим спиртом. Експериментальні дослідження проводились у мікрохвильовій камері з частотою генерації 2,45 ГГц та змінною потужністю магнетрона. У процесі експериментів визначались температурні режими нагрівання, зміна маси зразків, темп нагрівання та коефіцієнт корисної дії мікрохвильової камери. Встановлено, що на початкових стадіях нагрівання ефективність процесу є відносно низькою через слабку взаємодію оксиду алюмінію з мікрохвильовим полем, однак зі зростанням температури діелектричні властивості матеріалу покращуються, що призводить до інтенсифікації нагрівання. Отримані результати показали, що ефективність перетворення мікрохвильової енергії в теплову суттєво залежить від маси завантаження та режимів обробки. Визначено, що існує оптимальна маса зразка, за якої коефіцієнт корисної дії мікрохвильової камери досягає максимального значення. Проведені теплові розрахунки дозволили оцінити об’ємну густину тепловиділення та визначити раціональні значення напруженості електричного поля, необхідні для ефективного нагрівання матеріалу. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації режимів мікрохвильового спікання керамічних матеріалів на основі оксиду алюмінію та масштабування процесів до промислового рівня. Дослідження спрямовані на підвищення енергетичної ефективності виробництва технічної кераміки та зменшення негативного впливу на навколишнє середовище
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
2. Ceramic Manufacturing Industry (CER BREF) – EIPIE. Retrieved 01 April 2026 from https://eipie.eu/the-sevilla-process/brefs/ceramic-manufacturing-industry-cer-bref/?utm_source=chatgpt.com.
3. Pletnev, P., & Nepochatov, Y. (2023). Film casting technology for aluminium oxide ceramic substrates. E3S Web of Conferences, 460, 10032.
4. Alumina – Al₂O₃. Precision Ceramics. Retrieved 01 April 2026 https://precision-ceramics.com/materials/alumina/.
5. Karayannis, V. G. (2016). Microwave sintering of ceramic materials. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 161, 012068.
6. Li, X., Liu, W., Li, L., Liu, X., Li, X., Guo, S., Xu, W., Xu, W., Guo, J., Wang, H., & Randall, C. A. (2025). Energy efficient sintering of high-performance ceramics. Journal of Advanced Ceramics.
7. Aman, B., Acharya, S., Gourley, A., Slawecki, T., Agrawal, D., Muley, P. D., & Reeja‐Jayan, B. (2026). Energy‐Efficient Microwave Sintering of Binder‐Jetted Alumina. Journal of the American Ceramic Society, 109(4).
8. Zhao, C., Vleugels, J., Groffils, C., Luypaert, P. J., & Van Der Biest, O. (2000). Hybrid sintering with a tubular susceptor in a cylindrical single-mode microwave furnace. Acta Materialia, 48(14), 3795–3801.
9. Curto, H., Thuault, A., Jean, F., Violier, M., Dupont, V., Hornez, J.-C., & Leriche, A. (2020). Coupling additive manufacturing and microwave sintering: A fast processing route of alumina ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 40(7), 2548-2554.
10. Belhadj-Tahar, N. E., Fourrier-Lamer, A., & de Chanterac, H. (1990). Broad-band simultaneous measurement of complex permittivity and permeability using a coaxial discontinuity. IEEE Transactions on Microwave Theory and Tech-niques, 38(1), 1-7.
11. Garnault, T., Bouvard, D., Chaix, J.-M., Marinel, S., & Harnois, C. (2021). Is direct microwave heating well suited for sintering ceramics? Ceramics International, 47(12), 16716–16729.
12. Miao, W.-J., Wang, S.-Q., Wang, Z.-H., Wu, F.-B., Zhang, Y.-Z., Ouyang, J.-H., Wang, Y.-M., & Zou, Y.-C. (2025). Additive Manufacturing of Advanced Structural Ceramics for Tribological Applications: Principles, Techniques, Microstructure and Properties. Lubricants, 13(3), 112.
13. Clarke, D. R. (2003). Materials selection guidelines for low thermal conductivity thermal barrier coatings. Surface and Coatings Technology, 163-164, 67-74.
14. Yang, X. H., & Tang, J. (2002). Advances In Bioprocessing Engineering. WORLD SCIENTIFIC.