專利名稱：微波加熱設(shè)備以及用此設(shè)備粘結(jié)物品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波加熱設(shè)備以及用此設(shè)備粘結(jié)物品的方法。
背景技術(shù)：
用電爐熔化玻璃材料、再將熔化的玻璃材料粘結(jié)到一種金屬上的方法，以及用一火爐加熱和熔化玻璃材料和金屬、熔化的玻璃材料和金屬彼此粘結(jié)在一起的方法等的方法都是通常所使用的。
此外，作為一特定的粘結(jié)方法，使用一種陶瓷對陶瓷粘結(jié)的方法，其中一中間陶瓷密封材料夾在兩陶瓷材料之間，用微波將該中間陶瓷密封材料直接加熱，該中間陶瓷密封材料用作粘結(jié)材料來粘結(jié)兩陶瓷材料(不同材料的粘結(jié)技術(shù)資料手冊，Science Forum公司著，第2分冊“陶瓷材料粘結(jié)”，第14頁)。
此外，當(dāng)一種金屬粘結(jié)到一種例如陶瓷材料上時，粘結(jié)有時要在氬氣氛中完成的，以防止材料被氧化。這樣，要熔化的和用作中間材料的玻璃材料被夾在金屬與陶瓷材料之間，用氬弧或高頻加熱來加熱金屬使玻璃材料熔化，被熔化的玻璃材料用作粘結(jié)金屬和陶瓷材料的粘結(jié)材料。
在一類似方法中，當(dāng)要把要密封在諸如一種金屬中的材料裝入其一端已被預(yù)先密封的玻璃管中、且要把該玻璃管在一預(yù)定位置上密封時，提供要密封在玻璃管中的材料和密封玻璃管的工作步驟有時要在氬氣氛中進行的，以防止要密封的材料被氧化。
但是，當(dāng)陶瓷材料如上所述彼此粘結(jié)在一起時，粘結(jié)是在中間陶瓷密封材料被夾在兩陶瓷材料之間的條件下進行的。由于構(gòu)成中間陶瓷密封材料的氧化物可透過微波，所以即使中間的陶瓷密封材料用微波加熱，它也不能被充分加熱，兩陶瓷材料就不能彼此粘結(jié)在一起，除非中間的陶瓷密封材料中包含具有高電阻的耦合材料。
此外，當(dāng)無任何金屬存在于粘結(jié)部分中時，即當(dāng)兩要粘結(jié)的物品不是金屬，正如上述陶瓷對陶瓷粘結(jié)的情況，即使用微波電介質(zhì)加熱來加熱粘結(jié)部分，要粘結(jié)的兩個物品也不能粘結(jié)在一起。
此外，當(dāng)要把要密封在諸如一種金屬中的材料裝入其一端已被預(yù)先密封的玻璃管中、且要把該玻璃管在氬氣氛中在一預(yù)定位置處被密封，如果玻璃管是由正如硼硅酸鹽玻璃或鉛玻璃的低熔點的玻璃制成的，具有這種低熔點的玻璃管能被電爐所熔化和密封。但是，如果玻璃管是由具有象石英玻璃一樣的高熔點的玻璃制成的，那么具有這種高熔點的玻璃管不能熔化，除非被加熱到2000℃左右或更高。為了熔化玻璃管，必須使用能將玻璃管加熱到約2000℃或更高的特種電爐。因此，為了用電爐完成把要被密封的材料送入這樣一種具有高熔點的玻璃管并將該玻璃管密封的各步驟，就必須提供這樣一種特種電爐，在氬氣氛中還需要一種容納這種特種電爐的裝置。因此，這種裝置的尺寸就變大了。
此外，當(dāng)具有高熔點的陶瓷材料熔化時，就需要一能將陶瓷材料加熱到約2000℃或更高的特種電爐，就象上述熔化由具有高熔點的石英玻璃制成的玻璃管的情況一樣。
當(dāng)用一鎢加熱器或碳加熱器來替代上述的特種電爐作為一熱源時，該熱源可以加熱和熔化玻璃管和類似物的局部。由于熱源產(chǎn)生大量的熱，就必須冷卻。但是，由于熱源產(chǎn)生的熱量較大，要冷卻熱源是很困難的。此外，冷卻時產(chǎn)生的能量損失也變多。為此，當(dāng)把這種鎢加熱器或碳加熱器用作熱源時，其能量的有效率變得極低。
當(dāng)用氬弧或燃燒爐來加熱要粘結(jié)的物品和/或中間材料時，被加熱部分周圍的溫度顯著上升。因此，當(dāng)在諸如充注氬氣以防要封入的材料氧化的手套箱或類似物的密封容器中進行把要密封在諸如一種金屬中的材料裝入其一端工被預(yù)先密封的玻璃管和密封玻璃管的步驟時，此時玻璃管被氬弧或類似物加熱，密封容器中的溫度顯著上升。因此，這就必須控制密封容器中的溫度和壓力。
發(fā)明概要考慮到上述傳統(tǒng)微波加熱設(shè)備和用該微波加熱設(shè)備粘結(jié)物品的方法的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種能將微波穿透的材料加熱到高溫的微波加熱設(shè)備和用這種設(shè)備粘結(jié)物品的方法。
此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種能將微波穿透的材料加熱到高溫的微波加熱設(shè)備和用這種設(shè)備在諸如氬氣的稀有氣體氣氛中或在基本真空的條件下粘結(jié)物品的方法。
本發(fā)明的微波加熱設(shè)備包括一產(chǎn)生微波的微波生成裝置，以及一吸收來自所述微波生成裝置的所述微波和在所述被吸收的微波的基礎(chǔ)上產(chǎn)生熱量的熱量生成裝置，其中所述熱量生成裝置設(shè)置成基本上覆蓋一預(yù)定位置。
一種粘結(jié)要粘結(jié)的物品的本發(fā)明的方法，它使用本發(fā)明的微波加熱設(shè)備，把要粘結(jié)的物品放置在距離所述設(shè)備的所述熱量生成裝置的預(yù)定位置或設(shè)置在被所述熱量生成裝置覆蓋的位置，用來自所述熱量生成裝置的熱量粘結(jié)所述要粘結(jié)物品。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明微波加熱設(shè)備的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明第一實施例的微波加熱設(shè)備的手套箱側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備的手套箱側(cè)視圖；圖4示出了一石英玻璃管、一金屬桿和一分級配置的玻璃件，這時，用本發(fā)明第三實施例的微波加熱設(shè)備將金屬桿粘結(jié)和密封在石英玻璃管中；圖5示出了用本發(fā)明一實施例的反射板調(diào)節(jié)駐波產(chǎn)生位置的情況；圖6示出了用本發(fā)明一實施例的反射板調(diào)節(jié)駐波產(chǎn)生位置的情況；圖7示出了在本發(fā)明一實施例中集納器(susceptor)被冷卻的情況；圖8示出了在本發(fā)明一實施例中集納器被冷卻的情況。
本發(fā)明實施例的詳細(xì)說明下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的諸實施例。
第一實施例首先，描述本發(fā)明第一實施例的微波加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖1是本發(fā)明第一實施例的微波加熱設(shè)備的側(cè)視圖。補充圖1的圖2是微波加熱設(shè)備的手套箱1的側(cè)視圖。
編號1代表一基本密封的密封室，即一基本上阻礙外界空氣進入的手套箱。在第一實施例中，手套箱1充有預(yù)定量的氬氣。用一清潔器循環(huán)充在手套箱1中的氬氣，來盡可能多地去除潮氣，從而降低氬氣的露點。編號2代表一高頻發(fā)熱電極，其主要部分設(shè)置在手套箱1內(nèi)。在高頻發(fā)熱電極2中，微波通過一后面將要描述的波導(dǎo)管8從一后面將要描述的磁控振蕩器3引導(dǎo)到手套箱1中，產(chǎn)生一微波駐波來共振微波。編號3代表產(chǎn)生微波的磁控振蕩器。編號4代表將電源供應(yīng)到磁控振蕩器3的電源裝置。編號5代表一絕緣體。絕緣體5防止來自磁控振蕩器3的微波在被具有后面將要描述的調(diào)節(jié)桿和類似物的反射板12反射之后返回到磁控振蕩器3。編號6代表一短線調(diào)諧器(stub tuner)。該裝置進行調(diào)諧，使磁控振蕩器3產(chǎn)生的微波能有效地供應(yīng)到高頻發(fā)熱電極。編號7是一檢測供應(yīng)到高頻發(fā)熱電極2的能量和反射到磁控振蕩器3上的能量的檢測器。磁控振蕩器3、電源裝置4、絕緣體5、短線調(diào)諧器6和檢測器7設(shè)置在手套箱1的外面。編號8代表一將微波從磁控振蕩器3引導(dǎo)到高頻發(fā)熱電極2的波導(dǎo)管。編號9代表一微波發(fā)射窗口，它設(shè)置在位于高頻發(fā)熱電極2側(cè)面上的波導(dǎo)管8的開口中，并且是用高純度的氧化鋁制成的，從而使磁控振蕩器3的微波可以通過。波導(dǎo)管8通過微波反射窗口8連接于高頻發(fā)熱電極2。在連接部分的微波發(fā)射窗口9通過一種特弗隆(Teflon)填襯材料，設(shè)置成靠近波導(dǎo)管8的開口和高頻發(fā)熱電極2，使它們面對面。因此，來自磁控振蕩器3的微波的通道與外界空氣隔絕。編號10代表一部分穿通的圓柱集納器(吸收微波的材料)。這種集納器10設(shè)置在手套箱1中高頻發(fā)熱電極2內(nèi)的微波共振位置，以便能基本上覆蓋如圖2所示的預(yù)定區(qū)域，并用作一吸收來自磁控振蕩器3的微波的裝置，在被吸收的微波能量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生輻射熱。集納器10由碳化硅(SiC)制成。編號11代表一由氧化鋯制成的絕熱材料。這種絕熱材料設(shè)置在手套箱1中高頻發(fā)熱電極2內(nèi)部的集納器10的周圍，如圖2所示，以便將集納器10絕熱。此外，還設(shè)置一氧化鋁塊作為一絕熱材料11來覆蓋由氧化鋯制成的絕熱材料11，與此來熱絕緣集納器10。編號12代表一具有調(diào)節(jié)桿的反射板。如圖2所示，具有調(diào)節(jié)桿的反射板設(shè)置在高頻發(fā)熱電極2的一端，即，高頻發(fā)熱電極2的在磁控振蕩器3的相對側(cè)上的端部，用來調(diào)節(jié)至磁控振蕩器3的距離。通過具有調(diào)節(jié)桿的反射板12的移動，就可改變具有調(diào)節(jié)桿的反射板12與磁控振蕩器3之間的距離，使微波變成一種在高頻發(fā)熱電極2內(nèi)部的駐波，來自磁控振蕩器3的微波能量集中在集納器10上。
其次，來描述本發(fā)明第一實施例的微波加熱設(shè)備的工作。
在第一實施例的說明中，下面還將描述微波加熱設(shè)備的工作，這時，兩陶瓷材料13在充有預(yù)定量的氬氣的手套箱1中彼此粘結(jié)。
當(dāng)兩陶瓷材料13彼此粘結(jié)時，它們就設(shè)置成基本上垂直于從集納器10延伸到磁控振蕩器3的直線，并使陶瓷材料13相互粘結(jié)的部分在如圖2所示的集納器10的穿通部分處被集納器10所覆蓋。此外，粘結(jié)兩陶瓷材料13的中間熔接材料(intermediate frit material)14設(shè)置在兩陶瓷材料13之間。換句話講，陶瓷材料13和中間熔接材料14是這樣設(shè)置的，即中間熔接材料14夾在兩陶瓷材料13之間。用熔點約為1000至1500℃的CaO-Al2O3作為中間熔接材料。
磁控振蕩器3產(chǎn)生具有預(yù)定量能量的微波。微波通過波導(dǎo)管8、穿過微波發(fā)射窗口9導(dǎo)入高頻發(fā)熱電極2，然后被由兩部分組成的集納器10所吸收。具有調(diào)節(jié)桿的反射板12調(diào)節(jié)到使微波的共振部分與集納器10的位置對齊，即使微波的能量在集納器10的位置變成最大。
圖5示出了調(diào)節(jié)之前的情況，圖6示出了駐波電場強度100的最大位置在集納器10中心的情況。
隨后，集納器10在被吸收的微波能量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生輻射熱。中間熔接材料14的溫度在幾秒至幾分鐘的短暫時間中上升到一預(yù)定溫度，即中間熔接材料14的熔點。中間熔接材料14熔化，從而用作將兩陶瓷材料13粘結(jié)一起的粘結(jié)材料。
傳統(tǒng)的情況是，中間熔接材料14直接吸收微波而熔化，不使用集納器10，但被設(shè)想為，要求中間熔接材料14包括一種吸收微波的無機耦合劑。但是，在本實施例中，中間熔接材料14如上所述由CaO-Al2O3制成，不包括任何無機耦合劑。然而，由于第一實施例中的中間熔接材料14吸收來自集納器10的輻射熱而被加熱到高溫，所以即使在材料不包括任何無機耦合劑的情況下也會熔化。
在第一實施例中，微波發(fā)射窗口9由一種高純度氧化鋁板制成。但是，微波發(fā)射窗口9也可由高純度特弗隆板制成。
此外，在第一實施例中，使用由氧化鋯制成的絕熱材料11，還設(shè)置一氧化鋁塊。但是，在本發(fā)明中，用作第一實施例絕熱裝置的絕熱材料11的氧化鋯材料和氧化鋁塊的放置位置可彼此交換。此外，也可僅僅將氧化鋯材料或氧化鋁塊用于絕熱材料11來作為絕熱裝置。
此外，在第一實施例中，使用中間熔接材料14，并通過來自集納器10的輻射熱而被熔化，用熔化的中間熔接材料14將夾有中間熔接材料14的陶瓷材料13彼此粘結(jié)在一起。但是在本發(fā)明中，也可不用中間熔接材料14，用來自集納器10的輻射熱燒結(jié)用作待粘結(jié)的材料的兩陶瓷材料13連接部分，而把陶瓷材料13彼此粘結(jié)在一起。
實施例2下面描述本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作。
第二實施例與第一實施例之間的主要區(qū)別是用第二實施例的加熱設(shè)備粘結(jié)的物體與用第一實施例的上述加熱設(shè)備粘結(jié)的物體不同。在第二實施例的說明中，只描述不同于第一實施例的部分。
在第二實施例的說明中，描述微波加熱設(shè)備的工作，這時，密封在一側(cè)的并裝滿高氣壓金屬鹵化物石英玻璃管15在預(yù)定溫度熔化，同時管子保持了所裝的金屬鹵化物，其熔化部分被粘結(jié)，從而密封地密封石英玻璃管。
圖3是本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備的手套箱1的側(cè)視圖。
在本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備中，高頻發(fā)熱電極2有一在圖3垂直方向穿過的通孔16。此外，集納器10設(shè)置成其穿通部分與通孔16一致。另外，本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備設(shè)置有一位于通孔16之上一預(yù)定位置的排放管17。
在防止密封在石英玻璃管15中的金屬鹵化物在裝有氬氣的手套箱1內(nèi)被氧化的情況下，將金屬鹵化物送入其一側(cè)被預(yù)先密封的石英玻璃管15中，然后將密封部分朝下的石英玻璃管15插入通孔16中。將具有金屬鹵化物的石英玻璃管15設(shè)置成其要密封的預(yù)定位置定位在集納器10的穿通部分。隨后，石英玻璃管15的未密封的上部連接于排放管17。石英玻璃管15內(nèi)的氣體通過一設(shè)置在手套箱1外面、并連接于排放管17的真空泵而在降壓下排出。
此后，磁控振蕩器3產(chǎn)生具有預(yù)定量能量的微波。微波通過波導(dǎo)8、穿過微波發(fā)射窗口9引導(dǎo)到高頻發(fā)熱電極2，再被集納器10吸收。
集納器10在被吸收的微波能量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生輻射熱，石英玻璃管15的預(yù)定部分被軟化并熔化，隨后其軟化和熔化的部分粘結(jié)在一起。當(dāng)石英玻璃管15軟化和熔化時，其被軟化和熔化的部分由于其自身重量而下垂。因此，必須恰當(dāng)設(shè)定磁控振蕩器3所產(chǎn)生的微波能量，和/或必須能量供應(yīng)到集納器10的時間設(shè)定為合適的時間。通過恰當(dāng)控制磁控振蕩器3產(chǎn)生的微波能量和/或?qū)⒛芰抗?yīng)到集納器10的時間，石英玻璃管15就能在短時間內(nèi)密封。
通過調(diào)節(jié)集納器10與石英玻璃管15之間的距離，就可調(diào)節(jié)施加到石英玻璃管15的熱量，即分布在石英玻璃管15的溫度。例如，當(dāng)高頻發(fā)熱電極2中的通孔16的直徑加大時，集納器10穿通部分的直徑也隨這種加大而加大，石英玻璃管15的高溫區(qū)會變小而成為很有限。當(dāng)集納器10與石英玻璃管15之間的距離縮小時，石英玻璃管15的高溫區(qū)變大。因此，通過調(diào)節(jié)集納器10與石英玻璃管15之間的距離，可局部加熱石英玻璃管15，還可減小對被加熱部分之外的那些部分的熱效應(yīng)。
在手套箱1內(nèi)的氬氣中，傳統(tǒng)的做法是用一產(chǎn)生氬弧的氬弧爐或類似物來密封地密封石英玻璃管15。當(dāng)在手套箱1中這樣使用這種氬弧爐時，其作業(yè)性能就下降。此外，由于整個手套箱1的溫度上升，其中的壓力也上升。因此，必需進行有效的工作以確保安全。另外，當(dāng)用氬弧爐使石英玻璃管15熔化并粘結(jié)在一起時，會產(chǎn)生大量的石英硅石粉末和很薄的線狀石英，而這些都必需去除。但是，要去除手套箱1內(nèi)的這些東西極困難。
但是，在本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備中，石英玻璃管15在充有氬氣的手套箱1內(nèi)嚴(yán)密地密封是很容易的，同時不需要用上述的氬弧爐。
因此，通過使用本發(fā)明第二實施例的微波加熱設(shè)備，上述具有高氣壓的金屬鹵化物很容易嚴(yán)密地密封在石英玻璃管15中，極不希望氧化的材料也很容易粘結(jié)在一起并嚴(yán)密地密封在石英玻璃管15內(nèi)。
在第二實施例中，被嚴(yán)密地密封在石英玻璃管15內(nèi)的材料是一種金屬鹵化物。但是，被嚴(yán)密地密封在石英玻璃管15內(nèi)的材料也可以是水銀、金屬和/或金屬鹵化物。
實施例3下面描述本發(fā)明第三實施例的微波加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作。
第三實施例與第一或第二實施例之間的主要區(qū)別是用第三實施例的加熱設(shè)備粘結(jié)的物體與用上述加熱設(shè)備粘結(jié)的物體不同。在第三實施例的說明中，只描述與第一或第二實施例不同的地方。
在第三實施例的說明中，描述微波加熱設(shè)備的工作，這時，用一Mo、W或類似的不希望被氧化的材料制成的圓柱金屬桿18粘結(jié)在一起并密封在石英玻璃管15內(nèi)。
圖4a和4b是示出了石英玻璃管15、金屬桿18和一分級配置(graded)的玻璃件19的結(jié)構(gòu)的視圖，這時，用本發(fā)明第三實施例的微波加熱設(shè)備使不希望被氧化的金屬桿18粘結(jié)在一起并密封在石英玻璃管15內(nèi)。分級配置的玻璃件19是一種將用來把金屬桿18粘結(jié)到石英玻璃管15的材料，其熱膨脹系數(shù)是隨其地區(qū)而逐漸改變的，與石英玻璃管15接觸一側(cè)的熱膨脹系數(shù)是(1至8)×10-7/℃，而另一與金屬桿18接觸一側(cè)的熱膨脹系數(shù)是(10至100)×1010-7/℃。圖4a是示出了上述的石英玻璃管15、金屬桿18和分級配置的玻璃件19結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖。圖4b是示出了石英玻璃管15、金屬桿8和分級配置的玻璃件19結(jié)構(gòu)的俯視圖。
首先，在充有氬氣的手套箱1內(nèi)，分級配置的玻璃件19與金屬桿18一起設(shè)置在石英玻璃管15內(nèi)，如圖4a所示，使其具有較小熱膨脹系數(shù)的一側(cè)與石英玻璃管15接觸，具有加大熱膨脹系數(shù)的另一側(cè)與金屬桿18接觸。其次，如圖3所示，內(nèi)有金屬桿18和分級配置的玻璃件19的石英玻璃管15設(shè)置在本發(fā)明第三實施例微波加熱設(shè)備的集納器10的穿通部分中。
具有預(yù)定量能量的、來自磁控振蕩器3的微波被集納器10所吸收。集納器10在被吸收的微波能量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生輻射熱來使分級配置的玻璃件19軟化和熔化。通過將分級配置的玻璃件19用作粘結(jié)材料，金屬桿18粘結(jié)密封在石英玻璃管15中。
在第三實施例中，圓柱金屬桿18用作本發(fā)明的一金屬件。但是，本發(fā)明的金屬件不限于圓柱金屬桿18。棱柱形金屬桿或板狀金屬件都可使用。
在本發(fā)明中，集納器10用作熱量生成裝置，絕熱材料11用作絕熱裝置、手套箱1用作密封室。此外，作為一種要熔化的密封材料，在第一實施例中用中間熔接材料14，在第三實施例中用分級配置的玻璃件19。作為要粘結(jié)的物體，在第一實施例中采用兩陶瓷材料13，在第二實施例中采用石英玻璃管15，在第三實施例中采用石英玻璃管15和金屬桿18。
此外，在第一、第二和第三實施例中，手套箱1只充有預(yù)定量的氬氣。但是，在本發(fā)明中，用作密封室的手套箱1還可只充注一種預(yù)定量的、除氬氣之外的稀有氣體。
另外，在第一、第二和第三實施例中，用作被粘結(jié)物品的兩陶瓷材料13、石英玻璃管15或石英玻璃管15和金屬桿18以及用作要熔化的密封材料的分級配置的玻璃件19設(shè)置在各自的預(yù)定位置上。但是，在本發(fā)明中，本發(fā)明微波加熱設(shè)備的使用者可用手固定將要粘結(jié)的物品和/或要熔化的密封材料，用密封室手套箱1的手套把它們設(shè)置在各自的預(yù)定位置。簡而言之，要粘結(jié)的物品和/或要熔化的密封材料應(yīng)該設(shè)置在各自的預(yù)定位置上。
此外，在第一、第二和第三實施例中，集納器10具有一部分穿通的圓柱形，以便能基本覆蓋預(yù)定的位置。但是，用作本發(fā)明熱量生成裝置的集納器10可以有一板狀形狀或垂直裂開的柱體形狀。簡而言之，用作本發(fā)明熱量生成裝置的集納器10應(yīng)該僅僅是一種吸收作為微波生成裝置的磁控振蕩器3產(chǎn)生的微波和在被吸收的微波能量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生輻射熱的裝置。因此，形狀不只限于柱體形。但是，如果用作本發(fā)明熱量生成裝置的集納器10不是圓柱形的，要粘結(jié)的物品和/或要熔化的密封材料必需設(shè)置在距離集納器10的預(yù)定位置上，在該位置上能從集納器10吸收預(yù)定量的熱量。
此外，在上述第一、第二和第三實施例的說明中，本發(fā)明的微波加熱設(shè)備的手套箱1充注氬氣，兩陶瓷材料13在氬氣氛中彼此粘結(jié)，或嚴(yán)密地密封石英玻璃管15，或?qū)⒔饘贄U18粘結(jié)和密封在石英玻璃管15中。但是，在本發(fā)明的微波加熱設(shè)備中，勿用置疑，即使在用作密封室設(shè)備的手套箱1充注諸如氬氣的稀有氣體，將不希望氧化的Mo、W的金屬和類似物在稀有氣體中進行金屬對金屬的粘結(jié)，也可使用該設(shè)備。此外，在本發(fā)明中，上述金屬對金屬的粘結(jié)也可在用作密封室的手套箱1中基本真空的條件下進行。另外，在本發(fā)明中，如果被粘結(jié)的物品不是由類似不希望氧化的金屬的材料制成，而是由類似不需要在諸如氬氣的稀有氣體氣氛中或基本真空的條件下粘結(jié)的陶瓷材料13的材料制成，則要粘結(jié)的物品就不須要在諸如氬氣的稀有氣體氣氛或在基本真空的條件下粘結(jié)。
此外，在本發(fā)明中，通過控制由磁控振蕩器3產(chǎn)生的微波能量、集納器10的形狀和/或絕熱材料11的尺寸來恰當(dāng)?shù)卣辰Y(jié)要粘結(jié)的物品。
本發(fā)明的另一實施例是這么一種方法，該方法被設(shè)計成每當(dāng)粘結(jié)一組物品時集納器10被冷卻。
將一組物品插入通孔16而被粘結(jié)，然后取出粘結(jié)后的物品，用類似液氮的制冷劑冷卻由于絕熱材料11而溫度變得相當(dāng)高的地方，使溫度變得正常。隨后將另一組物品插入而被粘結(jié)。
圖8示出了冷卻方法的一個例子。冷卻時將一管子23插入通孔16，上述制冷劑或冷卻窗口(cool window)經(jīng)過管子23。這樣，就可冷卻溫度變得太高的集納器10。為了把制冷劑或冷卻窗口送到管子23，一噴嘴24直接設(shè)置在管子23之下，可用一關(guān)閉用閥來輸送制冷劑等等。用一回轉(zhuǎn)泵22和一調(diào)壓閥21使手套箱1中的壓力成為一恒定值。
每當(dāng)物品粘結(jié)時要冷卻集納器10的理由是，本發(fā)明的加熱設(shè)備具有較高的絕熱效果，但在其后更換樣件時，如果集納器溫度太高，更換工作就困難了。
工業(yè)上的應(yīng)用從上述描述中可清楚地理解，本發(fā)明可提供一種能將微波可透過的材料加熱到高溫的微波加熱設(shè)備，并可提供一種用該設(shè)備粘結(jié)物品的方法。
此外，本發(fā)明還提供了一種微波加熱設(shè)備，它能在諸如氬氣的稀有氣體氣氛中或在一基本真空的條件下將微波可透過的材料加熱到高溫，還可提供一種用該設(shè)備粘結(jié)物品的方法。
因此，在諸如氬氣的稀有氣體氣氛中或基本上真空的條件下，陶瓷對陶瓷的粘結(jié)、石英玻璃管的密封、具有高熔點的不希望氧化的的諸金屬的金屬對金屬的粘結(jié)以及金屬對陶瓷材料或石英玻璃管的粘結(jié)等的粘結(jié)都能容易地完成。
權(quán)利要求
1．一種微波加熱設(shè)備，它包括一產(chǎn)生微波的微波生成裝置，以及一吸收來自所述微波生成裝置的所述微波和在所述被吸收的微波的基礎(chǔ)上產(chǎn)生熱量的熱量生成裝置，其特征在于，所述熱量生成裝置設(shè)置成基本上覆蓋一預(yù)定位置。
2．如權(quán)利要1所述的微波加熱設(shè)備，其特征在于，所述熱量生成裝置為管形狀。
3．如權(quán)利要1或2所述的微波加熱設(shè)備，其特征在于，它包括一設(shè)置在所述熱量生成裝置周圍的絕熱裝置，來隔絕所述熱量生成裝置的熱量。
4．如權(quán)利要1至3中的任何一項所述的微波加熱設(shè)備，其特征在于，它包括一基本上阻隔外界空氣進入的密封室，所述密封室具有所述熱量生成裝置和所述絕熱裝置。
5．如權(quán)利要1至4中的任何一項所述的微波加熱設(shè)備，其特征在于，所述熱量生成裝置由碳化硅(SiC)制成。
6．如權(quán)利要3至5中的任何一項所述的微波加熱設(shè)備，其特征在于，所述絕熱裝置由氧化鋯和/或氧化鋁制成。
7．一種用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1至6中任何一項的微波加熱設(shè)備，要粘結(jié)的物品放置在距離所述設(shè)備的所述熱量生成裝置的預(yù)定位置或設(shè)置在被所述熱量生成裝置覆蓋的位置，用來自所述熱量生成裝置的熱量粘結(jié)所述要粘結(jié)的物品。
8．一種用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1至6中任何一項的微波加熱設(shè)備，一要熔化的密封材料設(shè)置在距離所述設(shè)備的所述熱量生成裝置的預(yù)定位置或設(shè)置在被所述熱量生成裝置覆蓋的位置，或者要粘結(jié)的物品設(shè)置成夾在所述要熔化的所述密封材料之間，用來自所述熱量生成裝置的熱量熔化所述密封材料，然后用所述已被熔化的所述密封材料粘結(jié)所述物品。
9．一種用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求4至6的微波加熱設(shè)備，所述設(shè)備的所述密封室充注有預(yù)定量的稀有氣體或基本真空，要粘結(jié)的物品設(shè)置在距離所述設(shè)備的所述熱量生成裝置的預(yù)定位置或設(shè)置在被所述密封室中的所述熱量生成裝置覆蓋的位置，用來自所述熱量生成裝置的熱量粘結(jié)所述物品。
10．一種用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求4至6的微波加熱設(shè)備，所述設(shè)備的所述密封室充注有預(yù)定量的稀有氣體或基本真空，一要熔化的密封材料設(shè)置在距離所述加熱設(shè)備的所述熱量生成裝置的預(yù)定位置或設(shè)置在被所述密封室中的所述熱量生成裝置覆蓋的位置，或者要粘結(jié)的物品設(shè)置成夾在所述要熔化的所述密封材料之間，用來自所述熱量生成裝置的熱量熔化所述密封材料，然后用所述已被熔化的所述密封材料粘結(jié)所述物品。
11．一種用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，要粘結(jié)的物品是其一端已密封的和充注預(yù)定物質(zhì)的玻璃管，充注所述預(yù)定物質(zhì)的所述玻璃管設(shè)置在距離所述熱量生成裝置的一預(yù)定位置或設(shè)置在被所述密封室中的所述熱量生成裝置覆蓋的位置，所述玻璃管在預(yù)定位置熔化，其熔化部分粘結(jié)在一起而密封地密封所述玻璃管。
12．一種如權(quán)利要求11所述的用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，所述預(yù)定物質(zhì)是水銀、金屬和/或金屬鹵化物。
13．一種如權(quán)利要求10所述的用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，所述要粘結(jié)的物品是一種石英玻璃管和一種金屬件，所述要熔化的密封材料是一種分級配置的材料，它具有隨其地區(qū)而逐漸不同的熱膨脹系數(shù)，所述金屬件和所述分級配置的材料設(shè)置在所述石英玻璃管中，使具有小熱膨脹系數(shù)的一側(cè)與所述石英玻璃管接觸，而另一側(cè)與所述金屬件接觸。
14．一種如權(quán)利要求13所述的用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，所述分級配置的材料是一種分級配置的玻璃件，與所述石英玻璃管接觸的所述側(cè)熱膨脹系數(shù)為(1至8)×10-7/℃，與所述金屬件接觸的所述另一側(cè)的熱膨脹系數(shù)為(10至100)×10-7/℃。
15．一種如權(quán)利要求7至14中的任何一項所述的用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，用微波能通過其傳播的材料構(gòu)成所述粘結(jié)物品。
16．一種如權(quán)利要求7至14中的任何一項所述的用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，用熔化點比所述熱量生成裝置低的材料構(gòu)成所述粘結(jié)物品。
17．一種如權(quán)利要求7至16中的任何一項所述的用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法，其特征在于，每當(dāng)一組粘結(jié)材料被粘結(jié)時就要冷卻熱量生成裝置。
全文摘要
本發(fā)明包括一種微波加熱設(shè)備和一種用微波加熱設(shè)備粘結(jié)要粘結(jié)的物品的方法,該設(shè)備包括:一產(chǎn)生微波的微波生成裝置,以及一吸收來自所述微波生成裝置的所述微波和在所述被吸收的微波的基礎(chǔ)上產(chǎn)生熱量的熱量生成裝置,其中所述熱量生成裝置設(shè)置成基本上覆蓋一預(yù)定位置。該方法包括把要粘結(jié)的物品放置在距離所述設(shè)備的所述熱量生成裝置的預(yù)定位置或設(shè)置在被所述熱量生成裝置覆蓋的位置,用來自所述熱量生成裝置的熱量粘結(jié)所述要粘結(jié)的物品。
文檔編號C04B37/00GK1236533SQ98801144
公開日1999年11月24日 申請日期1998年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月12日
發(fā)明者竹田守, 堀內(nèi)誠, 保知昌, 佐治他三郎, 酒井了三, 山本健二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社