【編號】2021-38

【題名】微波化學反應用聚四氟乙烯容器的透波性能

【作者】魏聰，尚小標，張富程等

【機構】昆明理工大學機電工程學院；非常規冶金教育部重點實驗室；微波能工程應用及裝備技術國家地方聯合工程實驗室；昆明理工大學城市學院

【刊名】化工進展（2021年07期）

【文摘】因聚四氟乙烯(PTFE)具有較低的復介電常數，其作為透波材料而被廣泛用作微波化學反應用容器。透波材料的介電特性和透波性能對微波化學反應的速率和效果具有重要影響。本研究首先利用諧振腔微擾法測量了PTFE在23～250℃范圍內的復介電常數，并分析了該材料介電屬性的溫度特性；其次，基于電磁波傳輸原理，計算了該材料受到不同因素影響下的功率透過系數(T2)，并對該材料的透波性能進行了分析。研究表明，隨著溫度的增加，PTFE的介電常數逐漸減小，損耗正切逐漸增大，但是二者變化幅度較小；在水平(TM)極化中存在一個布儒斯特角θB，當微波以該角度入射時會發生全透射現象；TM極化下的T2隨著入射角的增大先增大后減小，垂直(TE)極化下的T2隨著入射角的增加而減小，TM極化下的整體透波性能要優于TE極化；隨著容器壁厚的增加，透波性能波動變化，存在極大值和極小值；在相同容器壁厚范圍內(0～0.1m)，2450MHz頻率下對應高透波性能的厚度值要多于915MHz。研究還表明，微波入射角度較小時，PTFE的T2始終保持在0.87～0.99之間，透波性能較好。最后給出了微波以不同頻率入射時PTFE的優選壁厚以供實際應用過程中進行參考。