高頻熱處理裝置

利用原理

電磁感應原理

1831年，英國物理學家faraday發現了電磁感應現象，並且提出了相應的理論解釋。其內容為，當電路圍繞的區域記憶體在交變的磁場時，電路兩端就會感應出電動勢，如果閉合就會產生感應電流。

利用高頻電壓或電流來加熱通常有兩種方法：

（1）電介質加熱：利用高頻電壓（比如微波爐加熱）

（2）感應加熱：利用高頻電流（比如密封包裝）

電介質加熱（dielectric heating）

電介質加熱通常用來加熱不導電材料，比如木材。同時微波爐也是利用這個原理。原理如圖

當高頻電壓加在兩極板層上，就會在兩極之間產生交變的電場。需要加熱的介質處於交變的電場中，介質中的極分子或者離子就會隨著電場做同頻的旋轉或振動，從而產生熱量，達到加熱效果。

感應加熱（induction heating）

感應加熱原理為產生交變的電流，從而產生交變的磁場，再利用交變磁場來產生渦流達到加熱的效果。

基本電磁定律

如果採用MKS制，e的單位為V，Ø的單位為Wb，H的單位為A/m，B的單位為T。

以上定律基本闡述了電磁感應的基本性質，

集膚效應

當交流的電流流過導體的時候，會在導體中產生感應電流，從而導致電流嚮導體表面擴散。也就是導體表面的電流密度會大於中心的電流密度。這也就無形中減少了導體的導電截面，從而增加了導體交流電阻，損耗增大。工程上規定從導體表面到電流密度為導體表面的1/e=0.368的距離δ為集膚深度。

高頻熱處理主要原理

用交流電流流向被捲曲成環狀的導體（通常為銅管），由此產生磁束，將金屬放置其中，磁束就會貫通金屬體，在與磁束自繳的方向產生渦電流（旋轉電流），於是感應電流在渦電流的影響下產生髮熱，用這樣的加熱方式就是感應加熱。

由此，對金屬等被加熱物體，在非接觸的狀態下就能加熱。

這時窩電流的特性是：線上圈接近的物體上集中，感應加熱表現出在物體的表面上較強裡邊較弱的特點，用這樣的原理來對被加熱體的必要的地方集中加熱，達到瞬間加熱的效果，從而提高生產效率和工作量等。

高頻熱處理優點

① 可快速加熱。

(與其它方法相比，以秒為單位即可加熱到所要求的目標溫度。)

② 可局部加熱。

③ 省能源。

(處理時間以外，僅待機電力就可以，很合理)省電。

④ 可在相對穩定的溫度下自動運轉。

(即使無熟練技能，也可安定生產加工。)

⑤ 綠色環保。

(不產生有害物質。)

⑥ 被加熱物質，有諸條件要求，但只要是金屬就可以加熱。

* 所謂的諸條件，主要是加熱頻率數，高頻輸出。

* 通常大的被加熱物體使用低頻率，小的物體使用高頻率。

Elementary symbol	Name	Atomic weight	Specific weight	Melting point	Boiling point	Specific heat	Coefficientof heat conduction	Element number
Ag	silver	107.880	10.49	960.80	2210	0.056(0')	1.0(0'C)	47
Al	aluminum	26.97	2.699	660.2	2060	0.223	0.53	13
As	arsenic	74.91	5.73	814	610	0.082	-	33
Au	gold	197.21	9.32	1063.0	2970	0.031	0.71	79
B	boron	10.82	2.3	2300+-300	2550	0.309	-	5
Be	beryllium	9.02	1.848	1277	2770	0.52	0.038	4
Ba	barium	137.36	33.74	704+-20	1640	0.068	-	56
Bi	bismuth	209.0	9.80	271.30	1420	0.034	0.020	83
C	carbon	12.010	2.22	3700+-100	4830	0.165	0.057	6
Ca	calcium	40.8	1.55	850+-20	1440	0.149	0.30	20
Cd	cadmium	112.41	8.65	320.9	765	0.055	0.22	48
Ce	cerium	140.13	6.9	600+-50	1440	0.042	-	58
Co	cobalt	58.94	8.85	1499+-1	2900	0.099	0.165	27
Cr	chromium	52.01	77.19	1875	2500	0.11	0.16	24
Cs	cesium	132.91	1.9	28+2	690	0.052	-	55
Cu	copper	63.54	8.96	1083.0	2600	0.092	0.94	29
Fe	iron	55.85	7.896	1536.0	2740	0.11	0.18	26
Ga	gallium	69.73	5.91	29.87	2070	0.079	-	31
Ge	germanium	72.60	5.36	958+-10	2700	0.073	-	32
Hg	mercury	200.61	13.546	38.36	357	0.033	0.0201	80
In	indium	114.76	7.31	156.4	1450	0.057	0.057	49
Ir	iridium	193.1	22.5	2454+-3	5300	0.031	0.147	7
K	potassium	39.096	0.86	63.7	770	0.177	0.24	19
La	lanthaduim	138.92	6.15	826+-5	1800	0.045	-	57
Li	lithium	6.940	0.535	186+-5	1370	0.79	0.17	3
Mg	hydrogen	24.32	1.74	650+-2	1110	0.25	0.38	12
Mn	manganess	54.93	7.43	1245	2150	0.115	-	25
Mo	molybdenum	95.95	10.22	2610	3700	0.061	0.35	42
Na	sodium	22.997	0.971	92.82	892	0.295	0.32	11
Nb	niobium	92.91	8.57	2468+-10	>3300	0.065(0'C)	-	41
Ni	nickel	58.69	8.902	1453	2730	0.112	0.198	28
Os	osmium	190.2	22.5	2700+-200	5500	0.031	-	76
P	phosphorus	30.98	1.82	441	280	0.017	-	15
Pb	lead	207.21	11.36	327.4258	1740	0.031	0.08	82
Pd	palladium	106.7	12.03	1544	4000	0.058(0'C)	0.17	46
Pt	platinium	195.23	21.45	1769	4410	0.032	0.17	78
Rb	rubidium	85.48	1.53	39+-1	680	0.080	-	37
Rn	radon	102.91	12.44	1966+-3	4500	0.059	0.21	45
Ru	ruthenium	101.7	12.2	2500+-100	4900	0.057(0'C)	-	44
S	sulfer	32.066	2.07	119.0	444.6	0.175	-	16
Sb	antimony	121.76	6.62	630.5	1440	0.049	0.045	51
Se	selenium	78.96	4.81	220+-5	680	0.084	-	34
Si	selicon	28.06	2.33	1430+-20	2300	0.162(0'C)	0.20	14
Sn	tin	118.70	7.298	231.9	2270	0.054	0.16	50
Sr	strontium	87.63	2.6	770+-10	1380	0.176	-	38
Ta	tantalum	180.88	16.654	2996+-50	>4100	0.036(0'C)	0.13	73
Tc	technetium	127.61	6.235	450+-10	1390	0.047	0.014	52
Th	thorium	232.12	11.66	1750	>3000	0.126	-	22
Ti	titanium	47.90	4.507	1688+-10	>3000	0.126	-	22
Tl	thallium	204.39	11.85	300+-3	1460	0.031	0.093	81
U	uranium	238.07	19.07	1132+-5	-	0.028	0.064	92
V	vanadium	50.95	6.1	1900+25	3460	0.120	-	23
W	tungsten	183.92	19.03	3410	5930	0.032	0.48	74
Zn	zinc	65.38	7.133	419.505	906	0.0915	0.27	30
Zr	zirconium	91.22	6.489	6.489	>2900	0.066	-	40

高頻熱處理裝置

基本介紹

利用原理

電磁感應原理

電介質加熱（dielectric heating）

感應加熱（induction heating）

基本電磁定律

集膚效應

高頻熱處理主要原理

高頻熱處理優點

線圈設計

物理特性

高頻熱處理裝置圖

高頻熱處理工藝

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