摘要：微波技术作为一种新型技术形式，在众多行业领域中都有着广泛运用，尤其是材料化学方面，该项技术具有明显的优势。文章首先阐述微波技术原理以及特点，其次明确微波技术形式，再次提出微波技术在材料化学中的具体运用，最后分析微波技术的发展展望，目的是利用微波技术，确保对材料化学进行有效地分析和处理，提升材料化学产品的质量以及生产力度，获取最佳经济效益，同时希望给相关研究工作提供一定参考。

　　关键词：微波技术；材料化学；加热效率

　　微波技术起源于20世纪70年代，属于电磁波技术范畴，主要包括微波生产、放大、发射、接收，以及传输、控制、测量等方面。在材料化学中，利用该技术可以对化学样品进行提取和分析，确保分析结果的准确性。与传统技术相比，处理和分析速度都有着明显的提升，可以很好提升材料化学产品质量，因此，具有良好的发展前景。另外，材料化学加工相对较为复杂，尤其是对加热要求较高，传统技术存在诸多不足，经常出现加热不均匀的情况，然而利用微波技术可以有效解决该问题，并提升加热效率和生产质量，避免能源消耗。

　　1微波技术概述

　　微波技术作为一项先进的技术体系，对人们的日常生活以及社会生产都有着一定的影响。对此，在使用微波技术之前，需要对其原理和特点有着详细了解，这样可以更好的将微波技术运用到实处，充分发挥微波技术自身作用和优势。

　　1.1微波技术原理

　　微波属于电磁波的一种，主要位于红外线和中波之间，并且微波可用频率为（915±25）MHz、（2450±13）MHz、（5800±75）MHz、（22125±125）MHz等，其中（2450±13）MHz频率较为常见［1］。同时，微波技术原理也可以从致热作用、过热作用等方面进行研究，具体的内容如下。

　　如果使用传统加热设备，仅仅只能实现加热功能，并且加热速度相对较慢，会消耗大量的热量，不利于材料化学产品生产。但微波技术与传统技术有着很大不同，从致热作用的角度来说，通过利用微波技术可以实现分子水平加热，并且温度变化也相对较小，不会产生较大温差。同时，微波技术还可以根据实际情况，进行混合加热，这样可以对化学速率进行有效控制，提升材料化学加热的安全性。

　　微波技术的辐射能量与传统技术要高很多，可以达到10~100kJ/mol-1，然而传统技术辐射能量仅仅能达到100~600kJ/mol-1，所以微波技术不会对材料化学造成较大损伤。但是，微波技术的发射频率与转动频率极为相近，这时微波如果被极性分子吸收的话，需要利用分子对微波能量以及分子屏平动等进行储存，并且实现自由交换，避免对分子内部排列结构造成一定影响，降低活化性能［3］。另外，微波技术还对分子运行造成一定影响，产生取向效应，提升反应物分子在同轴线的运动频率，这样分子的有效碰撞频率也会随之产生变化，促使分子进入亚稳定状态。

　　微波技术的自身是功能相对较为独特，并且也正是因为自身的独特在很多领域都有着广泛的使用。但是，微波技术在具体运用期间，微波技术是如何传输和产生，成为研究的关键是，通常情况下，无线电波利用传统电子管所产生，并且对电子管结果、控制电子运动速度进行转变，这样可以不断提升振荡频率，振动频率一直处于升高状态，高为微波段，进而产生微波。同时，对于连续低功率微波的话，可利用二极管和速调是管振动器索产生，并且微波在传输期间，主要是以波导、同轴电缆等传输为主，但是根据实际情况，也可以使用天线将微波进行集成，形成波束进行传输。

　　1.2微波技术特点

　　微波技术凭借着自身特点被广泛利用，其特点主要包括：加热速度快、均匀、节能、防霉杀菌等。

　　1.2.1加热速度快

　　微波技术与传统技术有着很大不同，不需要传热过程，可以对材料化学进行直接加热，促使加热材料本身成为一个加热体，这样就可以在较短时间内，将加热温度达到要求，完成加热工作。

　　1.2.2均匀

　　不管任何形态的材料化学，微波技术都可以使材料表面表外同时进行加热，并且均匀渗透电磁波竟然产生热能，不会受到材料形态的限制，确保加热的均匀性，免出现外焦内生的情况。

　　1.2.3节能

　　当材料化学含有较高的水分物质，可利用微波技术吸收水分，吸收过程仅有少量的传输损耗，不会产生较大的能源损耗。同时，微波加热与红外加热相比，微波加热节能效果十分明显，节约能源至少1/3以上［3］。

　　1.2.4防霉杀菌

　　微波技术还具有防霉杀菌，主要因为该技术具有热力效应和生物效应，所以即使在低温环境下，也可起到杀菌的作用。同时。传统加热的时间较长，导致营养的流失较大，然后微波技术的加热速度较快，可以很好保存材料的活性或者食物的营养性。

　　2微波技术类型

　　微波技术类型主要包括：微波等离子体化学、直接微波化学等方面，并且技术类型的不同，所运用的方向也是不同的。

　　2.1微波等离子体化学

　　微波等离子体化学是微波技术中常见的技术形式，主要作用于气态物质方面，通过微波场对等离子体进行诱导，进而产生化学反应，并且化学反应产生以后进行有效运用。同时，利用原子发射光谱对氢－氘混合气体中氘同位素的含量进行测量，分析含量是否符合相关标准。同时，微波等离子体化学还可以用于氮稳定同元素分析，并且在合成化学中也有着广泛使用。

　　2.2直接微波化学

　　直接微波化学一般直接用于化学体系，通过利用该技术形式可以直接改变化学反应，并且起到凝聚态物质作用。根据对直接微波化学的相关研究可知，研究人员在1974年首次对利用直接微波化学进行化学样品加热，并且随着直接微波化学的发展，还可以利用直接微波化学进行生物样品消解［4］。同时，如果处于密闭的容器中，微波辐射可以直接进行加热，将极化进行吸收，并且温度和压强达到一定数值以后，消解速度就会得到提升，避免出现能源的损失。直接微波化学在运用期间，可以直接进行酯化、水解、氧化等，可以有效提升吸收效率，缩短化学反应时间。另外，直接微波化学在酯化反应中，直接微波化学反应速度与传统技术相比，有着明显提升，至少提升113~1240倍，所以直接微波化学自身优势十分明显。

　　2.3微波的萃取

　　微波萃取技术也是微波技术常见的技术类型，通过利用微波技术可以有效提升萃取的效率，能耗也相对较小，避免给环境带来较大影响。同时，微波萃取技术一般以模式微波炉为主，利用封闭容器对样品进行加热，目的是对样品中的基体进行萃取，并且在较短的时间内完成多种组分萃取工作，对于溶剂的使用量也相对较小。另外，微波萃取技术也可以使用聚焦微波炉，领用敞开系中进行样品成分的萃取，但是这种方式的相关研究相对较少，通常需要与索氏萃取相互结合，这样可以适当提升萃取效率。另外，微波萃取技术与其他技术有着很大不同，该技术不需要过滤，所以给后续的一些相关工作，提供了便利条件。

　　3微波技术在材料化学中的具体运用

　　由于微波技术的优点较多，不仅可以提升加热速度，还可以确保加热的均匀性，并且反应速率也有着明显提升，降低热能的消耗，所以被有效应用到材料化学。同时，在材料化学材料研究和分析期间，通过利用微波技术，可以有效提升产品的质量，并且尽最大可能满足人们对化学产品的需求。

　　3.1有机合成

　　有机合成是材料化学生产中的核心环节，并且不管在人们日常生活，还是社会生产，有机合成产品十分常见［5］。根据相关研究可知，在有机合成期间，通过利用微波技术，可以将温度控制在90℃,并且微波加热时间也有着明显缩短，从原来35min缩短成22min，合成率也有着明显提升。同时，从合成材料化学角度来说，通过利用微波技术可以有效提升有机合成化合物生产效率，并且纯度也有着明显提升，与传统技术相比，纯度至少可以提升42%。微波技术在运用期间，由于微波技术具有提升水解速度优势，所以可以运用于家中微波炉，将其作为加热设备。另外，微波技术在有机合成生产运用期间，应当注意需要根据实际需求，将微波炉的火力进行适当调节，可从2档调到5档，目的是避免火力不够，影响有机合成生产质量［6］。

　　微波技术的使用不仅减少加热时间，也适当减少试剂的使用，降低能源的消耗，进而实现良好经济的效益。另外，微波技术在有机合成中，还可以解决传统技术存在的不足，进而降低成本、提升质量，促使有机合成材料产品更加具有性价比。

　　3.2高分子材料

　　社会生产力的不断发展，对于高分子材料的需求量也在不断增加，并且高分子加工工序较为复杂，尤其是加热方面，如果加热达不到相关要求，就会影响高分子生产质量。同时，由于高分子材料的黏度相对较大，在加热期间，导热性能不是很乐观，经常出现加热不均匀的情况。随着技术的改革，利用反应器进行高分子材料加热，该方式尽管可以有效解决外部环境所带来的影响，尽可能保证高分子材料加热的均匀性，但是如果粘到反应器表面，就会给高分子材料产品带来影响，带来一定损失［7］。然而，将微波技术运用到高分子材料加热中，可以很好解决加热不均匀问题，主要在高能量脉冲微波照射的作用下，将不同高分子材料进行聚合，进而产生化学反应，这样可以有效提升高分子材料聚合和转化的能力以及速度。另外，对于高分子材料来说，微波技术与传统技术有着明显区别，通过利用微波技术可以避免对高分子材料的物理性以及结构造成损伤，并且还可以结合实际情况，降低对化学实际的使用，提升不同材料之间聚合反应，以及高分子材料生产效率和质量。

　　3.3无机化学

　　微波技术不仅在有机合成、高分子材料中有着很好的运用，在无机化学中也有着明显优势，就以氧化铝有机化学为例，该无机化学一般以纯氧化铝粉末为主，并在加热期间，为提升纯氧化铝粉的反应速度，会将烧结助剂添加其中，并且将纯氧化铝粉剩余烧结助剂一同放置到微波容器进行加热，等升高到一定温度后，再持续加热一段时间，1700℃加热10min，这时会产生大量A12O3［8］。同时，纯氧化铝粉反应产物具有一定的透明度，但如果想进一步提升产物透明度，这时就需要结合实际情况，适当增加10~30min的加热时间，从而获取质量、透明度均较高的产物。另外，在纯氧化铝粉加热期间，如果将适量透光元素添加到其中，还可以获取彩色的物质，比如：A12O3等产物。此外，通过利用分子筛选，从而获取质量较高的产物，主要因为分子筛选属于催化活性物质，可有效提升此材料化学反应的速度。将微波技术运用到分子筛选中，分析筛晶子颗粒尺寸也有着明显变化，可降到100mm以下，降低资源的消耗。

　　4微波技术发展展望

　　微波技术属于一项新兴技术形式，在提升加热速度、提高效率、降低成本、降低能源消耗方面，都有着明显优势［9］。但是，就目前情况来说，相关行业领域对于微波和物质之间的机理作用认识还是不足，确保一些实践操作，在对微波技术具体运用期间，对化学反应条件以及相关设备难以进行把控和设计，所以还需要结合实际情况，对微波技术有着进一步研究，对微波技术工艺和参数进行优化和分析，不断拓宽微波技术应用领域，促使微波技术拥有更广阔的发展空间，将自身优势全面、充分地展现出来。

　　5结束语

　　综上所述，微波技术逐渐在各个行业中崭露头角，在材料化学加工期间，利用自身优势，有效提升加热和化学反应速度，并且提升产品生产质量，解决传统技术存在的不足。另外，微波技术在不断发展，逐渐将电磁波理论和等离子体融入其中，促使微波技术的使用性能进一步加强，得以将自身优势发挥，避免给材料产品造成影响，实现良好经济效益。

　　参考文献

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