微波技術(shù)的原理與應(yīng)用

彭軒斗

（長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)，長(zhǎng)沙410002）

微波技術(shù)的原理與應(yīng)用

彭軒斗

（長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)，長(zhǎng)沙410002）

在生產(chǎn)工藝的革新之下，微波技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，本文主要分析微波技術(shù)的原理與應(yīng)用。

微波技術(shù)；原理；應(yīng)用

1 微波技術(shù)的原理分析及其介紹

微波，作為紅外線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電之間的電磁波，可以作為一種極其特殊的資源，在各方面都具有比激光低得多的能級(jí)，甚至能夠在相同的溫度下產(chǎn)生比常規(guī)方法高出數(shù)十倍的效率。

以微波技術(shù)為基礎(chǔ)的微波可以在生活當(dāng)中作為一種新型的能源，并且還具有無(wú)污染性的特征，而且，微波作用的原理獨(dú)特性在現(xiàn)實(shí)生活中具有高度的有效性，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的運(yùn)用。微波技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了微波加熱干燥和微波萃取分離以及微波合成等方面的一系列應(yīng)用技術(shù)。對(duì)于環(huán)境污染檢測(cè)和監(jiān)管、食品衛(wèi)生檢測(cè)以及化學(xué)分析檢測(cè)等方面有著非常重要的作用。微波技術(shù)具有高效、高產(chǎn)以及清潔和節(jié)能等方面的優(yōu)勢(shì)，在諸多領(lǐng)域內(nèi)起到了非常重要的作用。

在原理分析方面，微波技術(shù)的作用原理還沒(méi)有非常明確的規(guī)定，一種是認(rèn)為微波具有高效致熱作用，而另外一種是認(rèn)為非熱效應(yīng)。從微波的致熱效應(yīng)來(lái)看，就是利用微波能量對(duì)材料物質(zhì)具有一定的穿透力，能夠在被照射物質(zhì)上產(chǎn)生一種深層加熱的作用，也就是一種“內(nèi)加熱”。這與常規(guī)的加熱方式有所不同，一般來(lái)看，常規(guī)加熱主要是以“外加熱”的方式來(lái)進(jìn)行，在這一過(guò)程中，必須要緊密依靠材料物質(zhì)的本身進(jìn)行熱傳導(dǎo)，但是，這種情況下往往會(huì)出現(xiàn)加熱面積不均勻的局面。而微波加熱卻不需要依靠熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行加熱，能夠形成全面的加熱。同時(shí)，在微波技術(shù)作用下，會(huì)改變磁場(chǎng)而使介質(zhì)分子發(fā)生巨大的變化，讓分子高速的振蕩，而這種振蕩是受到分子熱運(yùn)動(dòng)和相鄰分子之間的干擾產(chǎn)生摩擦作用，只有這樣，才能使得分子獲得高能。

對(duì)于非熱效應(yīng)，就是通過(guò)微波作用上的選擇性和不均勻性的能量效應(yīng)，能夠?qū)Σ煌奈镔|(zhì)產(chǎn)生不同的加熱效應(yīng)。通常情況下，由于分子極性會(huì)對(duì)微波的吸收能力產(chǎn)生不同的影響，可能會(huì)導(dǎo)致混極性和一些非極性的分子物質(zhì)在加熱過(guò)程中造成不均一性，也就是產(chǎn)生溫度上的梯度變化，進(jìn)而降低了不同分子之間的作用力，導(dǎo)致其進(jìn)一步分離。另外，在高速交變的磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)，也很有可能會(huì)持續(xù)破壞極性分子和非極性分子之間的作用力?；蛘呤钦f(shuō)微波能夠在一定程度上影響離子之間的遷移，使得受照表面上形成帶正電負(fù)荷，在界面上產(chǎn)生一系列的剪切應(yīng)力，這樣才能有助于加強(qiáng)物質(zhì)之間的分離。與此同時(shí)，在催化作用下，由于微波場(chǎng)和催化劑之間的耦合性，可能會(huì)導(dǎo)致能量上分布不平衡，進(jìn)而形成一種“微波熱點(diǎn)”的效應(yīng)。

2 微波技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

2.1 微波技術(shù)在制藥行業(yè)方面的運(yùn)用

由于微波具有非熱特性，同時(shí)在微生物體內(nèi)的水分是極性分子，這樣在交變電場(chǎng)的作用下可以引起強(qiáng)烈的極性振蕩，這樣就能夠?qū)е码娙菪约?xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)組成生物體的細(xì)胞生存環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，而當(dāng)前常規(guī)消毒卻不具備此功能。

在微波技術(shù)的運(yùn)用方面，由于其具有干燥性和殺菌特性，可以有效地改變傳統(tǒng)的醫(yī)藥工藝。蒸汽烘箱和遠(yuǎn)紅烘箱作為制藥行業(yè)加工的主要手段，存在極大的弊端，并且其耗能非常大，對(duì)于熱利用的效率僅為30%左右，在某種程度上增加了生產(chǎn)成本。例如，在對(duì)于口服液的配方過(guò)程中都是會(huì)加糖，這樣制品中會(huì)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為了能夠進(jìn)一步抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，都會(huì)相應(yīng)地添加一些防腐劑，雖然口服液都會(huì)經(jīng)過(guò)高溫蒸汽殺菌，但是很容易會(huì)破壞口服液的營(yíng)養(yǎng)成分。若利用微波技術(shù)，則可以有效地保持藥品的營(yíng)養(yǎng)成分。并且，微波技術(shù)對(duì)霉菌、大腸桿菌等細(xì)菌具有很強(qiáng)的殺菌效果，這樣就能夠使細(xì)菌總數(shù)控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。

2.2 微波輻射合成技術(shù)在化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中的運(yùn)用

現(xiàn)階段，微波在刺激化學(xué)反應(yīng)和誘導(dǎo)作用等方面取得顯著的成效，并且廣泛地運(yùn)用在有機(jī)化合物和有機(jī)金屬化合物當(dāng)中，為組合化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。微波輻射合成技術(shù)作為一項(xiàng)全新的有機(jī)合成技術(shù)，在磺化和共聚接枝等化學(xué)反應(yīng)中體現(xiàn)出其反應(yīng)時(shí)間短和效率高等方面的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在固相合成中，能夠?yàn)榻M合化學(xué)構(gòu)建化學(xué)物庫(kù)營(yíng)造有利的條件。而在物理化學(xué)和催化性能等方面，微波輻射能夠促進(jìn)水熱交換度，使其交換時(shí)間大大縮短，微波場(chǎng)能夠在極其短的時(shí)間內(nèi)提供大量的熱量，可以看出，微波的一些特殊反應(yīng)也具有其他常規(guī)方法的優(yōu)勢(shì)。

為了能夠更好地深入研究當(dāng)前微波技術(shù)運(yùn)用情況，首先就要深入分析當(dāng)前微波技術(shù)的工作原理，并對(duì)當(dāng)前微波技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行深入探討，針對(duì)當(dāng)前微波技術(shù)運(yùn)用情況作出細(xì)致的分析。只有這樣，才能促進(jìn)我國(guó)微波技術(shù)的不斷創(chuàng)新，才能更好地推動(dòng)微波技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展。

［1］劉興利，譚炯.微波技術(shù)在藥物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］.西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，(01)：97-98.

［2］孫六連.微波技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)介［J］.安徽農(nóng)機(jī)，2005，(01)：116-117.

Principle and Application of Microwave Technology

PENGXuan-dou
(Changsha middle school,Changsha 410002,China)

Microwave technology has been widely used in various fields in the process of production,the principle and application of microwave technology are analyzed in this paper.

Microwave technology;Principle;Application

TN015

A

1674-8646（2015）09-0054-02

2015-06-14