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国内微波炉作为快速原型工具

*通信:

法律VJ机械与材料工程学院,都柏林大学,Belfield,都柏林4,D04 V1W8,爱尔兰,电话:00 30 6948788191;电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

综述国内微波炉的使用作为一个快速处理多个任务原型设计工具。调查包括这些烤箱的使用对等离子体和non-plasma治疗,使用的材料处理。使用non-plasma微波炉加工的有机化合物,或与基座、紫外线照射和超声波辐照研究进展。通过修改烤箱,他们可用于等离子治疗,一个例子是等离子体密封使用的PDMS微流控设备的制造和等离子体合成的碳纳米材料。概述可能的例子以及微波辐照对材料加工的挑战,尤其是当结合UV / Vis以及超声治疗。

关键字

微波炉;等离子体;有机化合物;基座;光化学;PDMS;碳纳米结构

介绍

在过去的七十年,国内桌面微波炉,操作频率为2.45 GHz,广泛用于除霜和烹饪食物12)。越来越多的微波辐射也用作能源有机和无机材料的合成(来源3]。考虑到烤箱通常花费50到60欧元为基本单位(2018年价格)他们是理想的系统转换成等离子反应堆用于plasma-enhanced工程材料的微波处理(4,5),聚(dimethylsiloxane) (PDMS) [6)和碳纳米结构(7]。法律和丹尼斯发表细节微波炉转化为等离子体反应器及其校准(8),以及有机化合物和等离子体处理生物材料(9]。最常见的功能在这些烤箱/等离子反应堆是他们打包cavity-magnetron [10,11)(操作自由奔跑foλ= 2.45±0.1 GHz的频率_o~ 12.2厘米)(12)这是连接到一个多模谐振腔(MRC)通过一个匹配的横电(TE10)波导的长度。使用这种配置,MRC加载处理的材料品质因数的变化导致本研究从卸货到负载。磁控管是免费的运行,通常在其3 db 200 MHz带宽,阻抗mono-mode波导的变化,由于非相干性的微波能源反射,导致频率磁控管的推动。因此,微波炉达到一定程度的auto-impedance匹配与不需要其他阻抗匹配装置。

国内使用微波炉烹饪各种食物不同的份量,以及其他非食品类产品:例如,它已被用于血浆的解冻13假牙的清洁(14)和微波消毒证明塑料食品容器(15,16]。

使用国内微波炉在实验室化学工程基础实验中,一个重要的考虑因素是使用批处理或材料处理,全面生产的结果将影响扩大。2013年,罗17概述,构建芯片上的实验室(LOC)或微全分析系统(μTAS)策略用于PDMS-based微流控设备提供了一个扩展功能(添加更多组件并行分散风险)而不是传统的扩大生产更昂贵和带来更多的不确定性。因此,本文着眼于扩展使用相对简单的批处理过程,而不是材料的过程,需要一个详细的知识的化学反应器中的停留时间。同样值得注意的是,商业mono-mode固定波导微波系统设计治疗固定卷的材料(9)在一个相对高的成本可能无法处理多任务要求在原型阶段。

当使用国内微波炉原设计规范外,额外的安全问题必须考虑。这些是:监测微波泄漏在门口和周围的烤箱表面(允许的最大功率是5 mW.cm²在烤箱的外表面),热材料的处理,包括玻璃反应容器,加热的流体处理,低压力真空系统和等离子紫外线辐射。

本文的目的是回顾国内微波炉作为快速等离子处理多任务的原型工具。记住这一目标,第二节提供了一个参考基准non-plasma微波处理。基线包括合成有机化合物(2.1节)将微波的微波感受器能源在加热(2.2节)、微波光化学(2.3)和微波处理的水(2.4)和超声辅助微波处理(2.5)。第三节探讨了微波炉作为一个教学资源教育环境和在家里。第四节展示了微波炉使用的多任务的两种截然不同的等离子体处理任务——PDMS的可逆与不可逆密封用于流体的设备,以及碳纳米结构的制造。第五节提供了一个讨论和未来的工作。本文综述微波和等离子微波炉,因此不同单位的权力和真空压力和压力转化为等价的SI单位(Pascal)。

在微波炉Non-plasma处理

快速合成有机化合物的微波炉:一旦国内微波炉低成本成为广泛使用在1970年代,化学家开始报告初步使用烤箱的合成有机化合物(从羧酸酯,从烷基苯羧酸酰胺(18]。结果表明,反应速率进行密封120到300毫升伯格霍夫别墅和聚四氟乙烯容器,可以快速1240倍与古典回流的方法。Gedye等继续扩大初步工作(并设置安全程序处理微波加热有机化合物)在两个长篇论文:1988年(19和第二个1991年20.]。在这两个文件,微波炉使用东芝的er - 800 BTC设置为180 - 560 W的功率,与典型的过程* 1到5分钟。到2001年具体系统和机制属性不同的传统加热变得明显(21]。四个属性如下:

1。液体和材料包含在一个容器中,常规加热传导和对流是由从血管壁材料的中心形成热梯度,使热量通过含有血管壁和进入材料介质(图1一个)。相比之下在微波炉加热机制是通过暴露在电磁波。例如,极性液体(即许多溶剂)在微波非常有效能源吸收由于互动旋转引起分子的极性液体偶极子风潮和液体内分子间摩擦产生热量,所以提高犹豫液体温度更快常规加热相比,(图1 b)。

2。使用mono-mode微波波导系统的优点或多模微波炉是一个问题当比较有机化合物的合成。例如过热影响很容易观察到多模微波炉没有任何激动人心的。

3所示。当微波能源传统的热化学仍是关闭的。

4所示。在选定的溶剂和芳烃之间的反应,包括C70富勒烯、微波辐射功率改变异构体的比例的产品。

技术执行微波辅助有机反应,称为增强微波合成(EMS),已经被海耶斯和柯林斯(专利22),随后由海斯(23]。在这个过程中反应容器的外面是由压缩空气冷却,在微波辐照加热反应物(图1 c)。体积介电加热和外部冷却的合作可以使反应保持在一组低点温度从而防止热失控,这可能导致目标分子的分解。这可能导致更高的收益率目标产品的化学分子以及清洁处理。

微波感受器:基座设计微波炉有能力吸收电磁辐射的2.45 GHz范围和秘密能源成热量,通常通过回送能源的形式传导或红外辐射(图1 d)。基座的集成进微波炉加热过程通常被称为“混合加热”。一个微波感受器的例子为食品行业开发的,是聚合物包装纸镀铝薄膜。(24]。另一个例子在这个部门是纸板的袖子或口袋里涂上微波交互式材料(25]。进一步的例子使用微波交互式材料,石墨粒子的使用,磁铁矿,碳化硅或铜(II)氧化),多孔固体耐火材料和微波透明(26]。微波辐照和基座存储的结合能源并回送缓缓以热能的形式促进卷曲和布朗宁的食物。食品行业外,基座援助有机和无机材料的处理弱微波吸收剂能源(27,28]。巴塔查里亚和Basak29日)写过大量的使用基座non-plasma微波处理的材料。混合过程的基座材料的优势是,它增强了直接加热,但化学污染为代价的。为了防止污染,基座可以分开处理材料或可以被放置在不阻断微波反应容器。另外,基座的删除可能需要后处理净化阶段。基座的使用在某些情况下可能会导致热失控,由于不断增加的微波吸收温度上升是使用足够低水平的固体或粉末金属,防止热失控反应。然而,添加金属不移除污染问题。

微波光化学:Cirka和Relich写了广泛的结合紫外和可见的光发射(UV / Vis)光化学疗法,结合微波治疗。批处理和材料处理进行了调查(30.]。eth的方法产生紫外线/ V微波炉、无电极放电灯的使用(EDL)填充在低压三分托(0.133 Pa)与阳性的气体的混合物(他(Ar)和水银(汞)蒸气与反伊斯兰教英国防御联盟信封石英制成。在微波辐射条件下,阳性的气体原子被电离产生的电子雪崩碰撞的挑夫汞原子,退出他们从基态到退出状态。这些退出原子然后放松通过生产红外光子的波长,从x射线。反伊斯兰教英国防御联盟石英信封限制这电磁波长范围ʎ= 200 nm - 700 nm,相对应的键离解能源(12)的官能团(N, O H,哦)连着芳香和长链碳分子(聚苯乙烯和聚乙烯)。这些芳香和长链分子中的立体效果影响官能团的12到父分子导致减少债券乳沟波长相比双原子分子(31日]。

不同联盟的建设拓扑使离散外部紫外光照,内部UV / Vis照明和/或周围照明的电火花填充双围墙反应容器的内部空间(图2一个- - - - - -c)。图2 d显示了一个典型的填充器反伊斯兰教英国防御联盟。文献[30.)使用这三种方法的汇总30多个有机反应的微波光化学批处理和主要材料的过程。

微波辐射的水和使用:工业微波治疗用于净化污水和治疗用于制药用水32,33),园艺部门(34,35]。微波炉已被用于局部治疗。例如,蒸汽通过微波治疗产生的水被用于灭菌的假牙13]。这项技术也被用于微波消毒证明塑料容器(15,16]。

在制药工业中,黄等人研究了微波炉(三洋EM-GA),水的辐射及其对药物的溶解平板电脑(32]。他们的研究结果表明,microwave-treated水增加了亲水和疏水的溶解倾向自由药物和药物封装在钙。与这一过程相关联的反应途径是microwave-treated水内的pH值增加(由于溶解二氧化碳的去除),从而导致增加水的上升在药物的平板电脑。

Karthikeyan等报道一个集成microwave-ultraviolet烤箱污染水的处理:水的污染p-cresol (C₇H₈O) (33]。简短的细节转换微波炉(Kenstar-Ken厨师,模型不。MWO 9807),额定的输出功率300 W如下。水银灯的波长为352 nm 6 W(希科学、印度)沿着纵轴对齐的反应堆石英缸(50外直径18毫米内径和长度240毫米),经过MRC的长度。防止微波辐照损伤电极,金属电极的灯MRC之外的位置。受污染的水流动通过反应堆,它与微波辐射和紫外线发射。使用TiO₂作为一个催化剂2到三倍。更高效的去除TOC(总有机碳)实现,而UV-TiO₂单独治疗。

微波辐照水实验植物幼苗的古普塔等人研究了使用连续的IBF微波炉的操作模式在30 W的功率水平,50 W、70 W和90 W (34]。类似的治疗由Atallar et al (35)使用一个未指明的烤箱操作在1000 W。芸苔属植物的幼苗(34)结果表明,植物的生长取决于功率和照射时间。连续暴露在权力高于50 W,治疗时间超过60秒,发现抑制增长。微波辐照功率30 W的照射60秒的时候,相比之下,发现了增强发芽。

微波处理过的水的影响增长的玉米(玉米)和胡椒(甜椒)幼苗,研究了30天(35]。发现玉米幼苗被暴露于微波水显示低增长率控制的相比,玉米幼苗浇水时正常水或水加热炉子上增长速度和拍摄长度显著大于玉米用水浇灌在微波炉中加热。相比之下,辣椒苗浇水与微波水或non-microwaved水被发现生长特性没有显著影响。认为个体植物的生长是非常具体的微波处理过的水。

超声波辅助微波炉处理:除了UV / Vis,使用超声辅助微波处理通常是与有机化合物和的治疗有关生物材料使用一个固定的几何波导器(9]。微波炉已经证明这是技术难度和有潜在危险的,因为这需要超声波金属角的位置在烤箱。为了克服这个问题,Leonelli和梅森提出两个反应堆,第一个使用超声波反应器和第二个微波炉,循环泵允许液体从一个反应堆转移到其他36]。此外他们讨论了混合动力系统,有一个金属角点亮微波区MRC之外,和使用非金属MRC角。移动远离微波炉设计,Horikoshi和Serpone37]报道的集成微波电极和超声均质器在液体的产生等离子体。

微波炉实验学校,大学和在家里

写在《钟形罩(2001年),Hideaki页面是第一个讨论问题时遇到微波炉转换为等离子体反应器使用一个反玻璃罐和碗,等离子体室(图3)[38]。业余研究者在这个专用的杂志,编辑回复说“有一个商业适应作为一个标准的家用微波炉低等离子体清洁成本和亚设。它花了三年(2004年)为大学的研究人员报告在这个问题上,在一个教育环境(物理教育。IOP出版有限公司)微波炉物理学的原理39)、微波烹饪(40)和微波实验使用金属和光源(41]。几年后(2009年),斯坦利发表两个评论文章针对学校的应用技术(42,43]。在[39- - - - - -43)的重点是如何将微波炉现在许多学生的生活方式:和烤箱如何成为一个伟大的kitchen-based教学资源:的附带条款,所有的安全措施都是伴随着学生的全面监督。实验包括:一代的等离子体球,鸡蛋和爆炸的创建soap雕塑,测量光速,基座的形式金属化纸板盒(40),以及将金属物品放置在烤箱的影响并把它!

Eduction.com提供了许多微波实验学校其中一个(微波植物实验:萝卜种子萌发(44)鼓励学生思考当微波辐照水用于灌溉的种子和植物。然而这种方法引起了争议在许多互联网网站(45]。

哈里森在剑桥大学项目描述,微波炉的转换(三星76 MW nb / XEU)的空气/氩等离子体清洗玻璃和铜表面(46]。在这种等离子体反应器,类似的等离子体室设计的页面(倒玻璃碗/ jar与气体和真空港口在其基础38)是用于支持3×10的潜艇大气压力³10 mbar 0.3(1000帕斯卡)。报告的微波功率为800 W。卖方所使用的类似室也在他的博士论文中,他在那里研究”的影响等离子体蚀刻基板组11金属薄膜的性能”(47]。

YouTube视频分享网站业余微波炉实验是一种重要的资源,其中许多是古怪的和危险的。文献[8)列出了微波炉的帖子,从等离子体球的生成转换磁控管实验。这篇文章的作者和一些视频作者清楚地警告说,这些实验不应重复。一个发布国家科学中心(CNRS)——法国给演讲内容非常丰富的使用微波炉转换(再次使用页面的玻璃碗为等离子体清洗玻璃表面的设计,但这一次等离子体室被通过90度48)(图3 b)。

最后,等离子体室由一个倒置的玻璃碗或jar与天然气和真空端口的基础是一个流行的设计:可能由于其易于施工,包括不需要重建微波炉的门。这个简单的设计但是缺点,它不能容纳液体等离子体处理没有进一步的设计更改。这些设计更改在第四节给出。

微波炉等离子体处理

微波炉PDMS的等离子体处理:在1990年代末硅弹性体PDMS (C₂H₆OSiO) n)被选为选择的前兆微流体设备的制造:达菲等(49),金等人[50和麦当劳等51]。可以说,PDMS的选择,来自其保形密封性能,高电气分解电压、透明属性扩展的光波长的紫外线波长240 nm,大多数有机化学惰性的解决方案。此外,PDMS材料是很宽容的,相比,硅和玻璃被批量制造材料和要求更少的资本。在这些设备的制造的一个挑战是密封三面流体通道的覆盖层在一定程度上,它可以承受的设计工作压力没有泄漏。通常设备和操作压力的功能复杂性决定是否一个不可逆转的密封,使用等离子清洗步骤之前保形焊接或使用的是可逆的。不可逆转的密封方法可以达到工作压力(30到60 psi(138到413 k帕斯卡)相比可逆密封(5 psi (34.4 k帕斯卡)),但无法重建的成本和重用的装置,当它变得阻塞。在这个时期(1998 - 2003)的等离子体清洗步骤执行使用射频感应氧气(O₂)等离子体系统(PDC-23G Harrick Ossining,纽约)(49]或长时间过程(10分钟)在高压电晕放电系统(50]。这两种产生短暂的疏水性质。

绕过这些早期氧等离子体问题胡et al (52)采用自定义构建200 W Hg-lamp UV-grafting 1到4个小时的曝光时间来应用一个亲水涂层之前PDMS表面可逆密封。两年后Berdichevsky紫外/臭氧等报道嫁接治疗传授PDMS表面亲水涂料(53]。增加的臭氧(O₃)减少了处理时间从120年到30分钟。解释了三步提高效率的过程嫁接提出了过程:首先紫外线/ O₃装置(Jelight欧文CA)生成O₃通过紫外线的交互(ʎ= 185海里),与空气中的氧气。第二次紫外线ʎ= 254海里与O₃包含在PDMS表面半个去除碳氢化合物。第三步涉及紫外线ʎ= 185和254海里转换CH的PDMS表面₃-Si-O Si-O-Si网络。

Ginn和小羚羊在PDMS表面的等离子体清洗使用国内微波炉(玛拿顶,ACM2160AB) [6]。代替烤箱的转盘移动疏散(~三分托(0.133帕斯卡)干燥器等离子体室,这包含了PDMS样本以及空中天线(图4)。室放置在烤箱,残余空气形成等离子体工作气体,当微波功率应用(1100 W)。然而由于静态空气压力过程时间是有限的几10秒。他们的水接触角测量显示一LD乐动体育官网个戏剧性的减少PDMS的水接触角,从112±2°C到不到15°C,等离子体曝光时间超过25秒。的聚合物疏水性复苏报告是2到3小时。光发射光谱学(350 nm - 900 nm)的微波炉空气等离子(巴恩斯et al (54])揭示了主要排放来自第二个积极分子系统N₂,第一个正氮离子N^{+ 2}和原子氧。这些排放结合的缺失₂*连续体,表明气体旋转温度500 K到1000 K的顺序(55]。

PDMS的疏水亲水属性变化已经被广泛报道有关氧气水平增强的功能聚合物表面等离子体处理后(56]。回族等人发明了微波炉技术进一步通过使用一个类似的可移动的玻璃罐疏散但取代残余空气O₂在2 - 5托(0的压力。26日至0。66 k帕斯卡)[57)(图4 b)。O₂替换延长了微波辐照时间估计30到60秒(量热方法)应用30 W到90 W的力量。PDMS实验还发现,他们可能会产生不可逆的两个PDMS板之间的密封。一个可能的解释附着力强微波等离子体处理后,现在普遍认为,当两个高度亲水的PDMS表面聚集在一起,他们的含氧重复单位促进界面Si-O-Si共价键的形成的水分子是流离失所的接口。因此,这种共价键是不可逆转的保形密封的主要原因。而non-plasma治疗表面必须依靠弱范德瓦尔斯力在保形接口,因此产生一个减少键的强度提供了可逆密封(58,59]。

一个低湿化学替代等离子处理的成本聚合物以提高其表面能源报道了Koh et al。他们用食人鱼的解决方案由浓硫酸和过氧化氢的混合物(60]。处理和处置固有的积极的腐蚀性溶液和PDMS肿胀副作用但不提供安全、满意的替代微波炉的方法:特别是当需要快速原型或proof-of-principal研究的发展阶段。

微波等离子体处理的碳纳米结构:有很多研究报道了微波炉的使用快速原型和概念验证碳基纳米材料的生产7,61年- - - - - -68年]。合成的过程包括范围广泛的碳同素异形体,包括:单一和多壁碳纳米管(分别问和MWCNT),剥离出纳米结构(OLNs),富勒烯和石墨烯。为了帮助读者,表1给这些过程的基本工艺窗口参数。这里概述了微波炉方法大大不同于高端的单一使用等离子系统:例如,磁控管熄火系统(61年]。

表1:sps的腐蚀参数,hvs和Ti-6Al-4V合金在汉克?年代的解决方案在37°c。

在液体化学:野村等(7)所描述的转换的使用微波炉(输出功率750 W), n-dodecane液体等离子体分解(分子式:C₁₂H₂₆),同时产生氢气和硬质合金。执行反应在一个密封的耐热玻璃容器包含n-dodecane 500毫升的液体,与一个或多个aerial-antenna用水。此外,两个硅/聚四氟乙烯管,插入通过腔的顶部,供应气体(氩气),收集了氩和副产品气体工作压力接近大气压力。在后续实验中,使用相同的设备和微波功率(750 W),他们用环己烷(C热合生产₆H₁₂)作为烃源(62年]。丰田等也使用n-dodecane在500 W转换微波炉生产钻石薄膜(63年]。图5反应堆提供了一个典型的代表。

辛格和贾维斯的生成碳纳米材料在不断注入3端子反应烧瓶(由硼硅玻璃和1000毫升卷),放置在一个1000 W额定微波炉(64年]。支持船舶和方便烤箱,烤箱门被替换为一个铝板(同样大小的门),有三个孔;每个瓶一个端口。瓶的支持,这是撤离的外面炉使用一个端口,而其他两个端口提供载气(氢)和根据选定的碳氢化合物的前体hydrogen-to-carbon比率(乙醇(C₂H₆O)、二甲苯(C₈H₁₀)或甲苯(C₇H₈))。提高反应2毫米直径aerial-antenna用水安装在反应瓶内的不锈钢基地使用。没有真空压力或微波功率报道假设瓶是潜艇大气和微波功率最大(1000 W)。他们的微波过程显示,有选择地OLNs和问之间是可以实现的。问生产的乙醇(C₂H₅哦)解决方案的杂环化合物噻吩(C₄H₄(S)作为添加剂+若干aerial-antenna用水。增长的洋葱式的纳米结构,或甲苯(C₆H₅CH₃)或二甲苯(C₆H₄(CH₃)₂)没有aerial-antenna点火器。

固态化学:Hojati-Talemi等报道国内微波炉的使用(NEC N920E)铁的制备₃O₄/碳复合纳米粒子(65年]。他们的过程用聚苯乙烯(C₈H₈重量)n)混合(10%)与磁铁矿纳米颗粒(直径20 nm-50海里),也作为一个界别分组:所有这一切准备在四氢呋喃溶液((CH₂)₄O)然后干复合。混合物被放置在一个疏散(1毫米汞柱(133.3帕斯卡)石英管,包含一个等离子点火器(或石墨铝块)。管放置在烤箱和微波辐照在700 W 90秒。一旦生成等离子体发射的变化从一个明亮的排放黄色作为聚合物开始降低。等离子体处理后(拉曼光谱分析、透射电镜分析成像和磁化研究)显示在磁铁矿形成石墨涂层没有任何可观察到的在他们的结论失去了磁铁矿的磁性他们假设的石墨化聚苯乙烯可以使用作为一个保护屏障在磁铁矿从而使粒子导电可能使纳米颗粒的后续修改。

Hojati-Talemi和西蒙,使用相同的设备演示,通过增加氢气:碳比聚苯乙烯的烃源从1到2的聚乙烯(C₂H₄)n)产品从OLNs石墨烯(66年]。方程1和2显示了这些过程的一般反应。

(1)

(2)

亚太区等报道的生产OLNs球体微波炉(12月₁₈E₂、ACP、额定在1800 W) (67年]。他们的过程用石墨作为微波吸收剂和萘(C₁₀H₈)作为碳源。使用200毫克混合物的比例1:2石英瓶放置在烤箱内产生暴力电弧反应全功率辐照时的过程时间1分钟。方程3为这一过程提供了一个具有代表性的反应。石英瓶外的他们能够存款剥离出戒指到陶瓷基板。这里强烈和有力的微波诱导灭弧。

(3)

吴市等也报道了使用聚乙烯作为一个坚实的烃源准备微波炉内碳纳米管(68年]。虽然他们没有名字微波炉使用,他们的起始物料含有100毫克的聚乙烯放在铝箔,随着硅衬底上涂上硝酸铁(III)。这些地方放置在一个1860毫升石英管反应室被疏散到压力0.81 mbar(81帕斯卡)。准备的反应室被放置在微波炉和辐照在600 W。据其他作者(65年,66年),一旦打开一个紫色的等离子体发射是观察到但变化分解过程开始。反应物在允许合成温度达到760度,此时的微波功率被断开,然后允许冷却至室温:从开机到冷却产品花了大约1小时的集合。分析显示他们的产品是碳纳米管和碳管直径在1到25 nm和长度约为0.85μm。

米糠皮(RH)是一个主要的副产品大米加工工业和试图把这个浪费在活性炭使用微波辐射一直探索[69年]。Anaswi等报道了等离子体诱导碳纳米结构的合成浪费猕猴,它包含两种纤维素和木质素,使用三星微波炉(M539 MAN200405W)操作在600 W 38分钟(70年]。他们的实验表明,真空压力1 mbar(100帕斯卡),分解过程中发挥了至关重要的作用。有机金属化合物的结合二茂铁(C₅H₅)₂Fe)也发现了在等离子体诱导反应有催化作用。占相对漫长的过程,作者假设向下倾斜生长机制,碳氢化合物分解开始在RH然后扩散通过毛孔(微波辐照产生的过程69年])和外壳的底部。他们还得出结论,使用浪费RH实现高价值的碳纳米结构可以减少所造成的环境影响RH的世界巨大的产量。

讨论

这项工作已经回顾了国内微波炉作为快速等离子处理多任务的原型工具。这个微波炉方法使一项广泛的研究完成,通知试点和全面的综合。烤箱的低拥有成本,占用空间小加上有限的湿化学危险品使用标志着这是一个理想的候选人选择新的制造概念的“过程强化”(17]。更换射频放电和电晕放电PDMS-base微流控设备的制造提供了一个很好的例子的过程强化。审查包括有机化合物的合成和增强微波合成,微波感受器,microwave-UV治疗和实验在学校和在家里。名称,在可能的情况下,微波炉的报道,连同他们的寡妇过程参数。在所有情况下,电源是包cavity-magnetron。

例证了微波炉的多任务功能,两个截然不同的等离子体域的过程进行了研究。这些都是密封的生产中使用的PDMS微流控设备和碳基纳米材料的处理。

第一个域检查、微波、紫外线和UV / O₃辐照对可逆与不可逆的PDMS密封厘米规模。控制炉内的PDMS表面温度,因此可逆与不可逆密封之间的描绘能力,强迫空气冷却的反应堆容器的技术22,23]随着选择紫外线波长照射(30.,33),候选人未来的研究。

在第二个域,八碳基纳米结构讨论了流程的例子,碳同素异形体产品范围从字形表问,MWCNT OLNs +磁铁矿的石墨封装。在固态化学部分(4.2.2),产品选择性问和OLNs之间使用不同的氢碳比碳氢化合物的前体。此外,字母封装的磁铁矿和其他化合物,包括医学药物,外部封装层提供保护内部化合物是可能实现的。笼子富勒烯(c60 - 70有一个典型的直径0.7海里)太小封装磁铁矿(和医疗药物)因此问和OLNs是必需的。方程4显示了这样的一个可行的化学计量之间的等离子体诱导反应聚苯乙烯和磁铁矿。在这个方程中,一个问封装一个磁铁与多余的氢释放氢气分子。

(4)

获得有用的收益率有针对性的产品,不含污染金属基板需要一个在液体环境中被动aerial-antenna用水使用。在文献[装置7,62年,63年)可以使用那里的磁铁矿纳米颗粒混合溶剂中的碳氢化合物的前体。此外,强迫空气冷却技术的反应容器22,23控制磁铁矿表面温度,Hg-EDL [31日)和Hg灯(33)提高烃债券分裂很容易利用。

期货之一,面对各种挑战,微波炉的快速加工工具生产纳米级碳同素异形体,是超声波涂布的成功整合。如果这是实现,双重微波加热和sonochemisty(通过利用能源在空蚀气泡),提供了一个处理环境控制的类型和大小和碳同素异形体。从天线共用器(电气工程的角度来看71年),可以用来实现这一目的。在这个电路;1000千赫的范围的低通滤波器是用来保护超声波换能器(37]。TE10波导用于保护磁控管的超声波能源和;湄公河委员会是超声波辅助过程发生的地方。这样的一个例子微波炉内天线共用器电路示意图所示图6。这是表明超声波中伤和低通滤波器被放置在液体反应容器微波屏幕制造MRC墙以防止微波辐照的低通滤波器(屏幕通常的数组2孔直径6毫米中心安排)。超声耦合到反应容器是由通过微波探测器几何和耦合效率的屏幕。另一个耦合机制可能是超声探头通过MRC的墙和封装在聚合物,在反应容器放置。

确认

作者要感谢你的支持在我造先进制造研究中心16 / RC / 3872。作者宣称没有利益冲突有关的出版。

引用

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