В микроволновке заготовки: Рецепты — ХЛЕБОПЕЧКА.РУ — домашние хлебопечки и мультиварки. Рецепты, отзывы, инструкции, форум.

Содержание

Как стерилизовать банки с заготовками в микроволновке

Стерилизация банок с заготовками – довольно длительный и не всегда самый приятный процесс. Лето, жарко, банок много, хочется успеть побыстрее, постоянно смотришь – «рванет, не рванет». А ведь еще и домашние отвлекают!

Поэтому стоит присмотреться к предлагаемому варианту, который должен сэкономить время и нервы: стерилизация банок с заготовками в микроволновой печи.

Стерилизовать банки в микроволновке можно двумя способами: с заготовками и без них. Рассмотрим оба по порядку.

Стерилизация в микроволновке банок

Сначала тщательно моем банки (можно с содой или мылом, как вам привычней). Затем наливаем на дно в банки немного воды – примерно на 1–2 см. Включаем СВЧ печь на мощность 700–800 Вт и ставим банки на 2–3 минуты пропариваться. Вода за это время закипает, а пар стерилизует банки. Если у вас получилось много банок, можете увеличить время стерилизации. Крышки лучше стерилизовать на плите, опустив в воду.

Трехлитровые банки (бутыли, как раньше говорили) кладем на бок. Хотя говорят, что воду можно не наливать совсем (мол, банки стерилизует излучение), лучше не рисковать. Воды нам не жалко!

Вынимаем банки очень аккуратно, чтоб не обжечься горячим паром! Ставим на доску, полотенце, или другую подставку. Банки тоже горячие!

Банок ставим в микроволновку сколько влезет. Если их много, увеличиваем время стерилизации до 5 минут. Если банок 2 или 3, то тогда хватит и двух-трех минут.

Стерилизация в микроволновке заготовок

Ставим банки с заготовками внутрь микроволновки, включаем ее на полную мощность и наблюдаем за процессом.

Когда банки закипают, переключаем режим печи на минимум. Ждем после этого еще 2–3 минуты, после чего вынимаем банки и закупориваем их крышками.

Если хотите, чтобы заготовки получились мягче, стерилизуйте дольше – до 5 минут. Помидоры при этом будут просто «таять».

Закатали банки и тепло укутали, оставив остывать.

Вот еще один интересный рецепт на эту же тему, из старого журнала.

Перед укладкой овощей или фруктов наливаем в подготовленные банки немного заливки (маринада или сиропа). В литровую банку – 3 ложки, в полулитровую – 2. Заполняем банки заготовками и накрываем стеклянными крышками.

Ставим в СВЧ, включаем на максимум. Пар прошпаривает банку, нагревая плоды, а СВЧ излучение полностью стерилизует содержимое.

Вынимаем банки, заполняем кипящей заливкой до уровня венчика и сразу же укупориваем.

Оставляем банки для охлаждения. Всего можно приготовить до 6–8 банок за 10 минут. Укупоренные банки ставим на сухое полотенце вверх дном и оставляем охлаждаться.

На банку 0,75 л нужно 1,5 минуты. На три таких банки уйдет до 4 минут. После выключения СВЧ-печи нужно подождать до полуминуты, чтобы не обжечься, вынимая банки.

Способы проверены лично, ни одна банка в процессе пропарки не лопнула и не взорвалась. Все идеально заготовилось, чего я и вам желаю!

Мой мир

Facebook

Вконтакте

Twitter

Одноклассники

Как стерилизовать в микроволновке банки с заготовками: порядок действий, советы и отзывы

Лето и осень – время готовить запасы в зиму. Салаты, закуски, варенья и джемы приготовить непросто, но при должном усилии и наличии некоторого опыта это задача выполнима. Куда сложнее сохранить запасы так, чтобы в течение долгих месяцев они не испортились и не потеряли своих вкусовых качеств.

Основной гарант сохранности заготовок – это стерилизация тары и тщательная термическая обработка продуктов. К сожалению, этот процесс занимает немало времени. Но есть способ провести стерилизацию буквально за несколько минут. Для этого нужно воспользоваться микроволновой печью.

Как стерилизовать в микроволновке банки с заготовками или пустую тару? Разберем этот вопрос более детально.

Зачем стерилизовать тару

Стерилизация – это одно из величайших достижений человечества. Без нее у нас не было бы продуктов длительного срока хранения, и вне холодильника пища портилась бы за считаные дни. Приготовленные в заводских условиях консервы в жестяных банках имеют срок годности до двух лет и при этом сохраняют все вкусовые качества и остаются безопасным для здоровья человека. В домашних условиях такой сохранности добиться сложно, но предотвратить появление плесени на полгода-год все же можно.

Некоторые люди пренебрегают стерилизацией из соображений того, что все заготовки будут храниться в погребе или холодильнике. Однако холод не убивает микроорганизмы и плесневые грибки, а только замедляет их размножение. Только термическая обработка убивает всю вредную микрофлору, а значит, заготовки будут не только вкусными, но и безопасными.

Преимущества стерилизации банок в микроволновой печи

Стерилизация банок с заготовками в микроволновке имеет ряд преимуществ перед традиционной методикой термической обработки. Обычно процесс проходил следующим образом: в большой кастрюле дно закрывали полотенцем, устанавливали банки с салатами и закусками, наливали воды практически вровень с горлышком тары и на медленном огне кипятили, нужное количество времени.

Это не только отнимало много времени, но и существенно ухудшало микроклимат в помещении – повышалась температура и влажность из-за испарений.

Стерилизация заготовок в микроволновке проходит гораздо быстрее, и после нее нет таких пагубных последствий. Так что опытные хозяйки давно используют для термической обработки именно СВЧ-печь.

Недостатки

Есть у данного способа и ряд недостатков. Во-первых, это большой расход электричества. Хотя показатели спорные, ведь на обычных печах тоже большой расход. Во-вторых, ограничение по высоте тары. В СВЧ-печь помещаются только небольшие банки с салатами, а более крупные можно прогревать только пустыми в положении «на боку». В-третьих, опасность перегрева, из-за чего стеклянная емкость может лопнуть. Тем не менее достоинства перевешивают недостатки.

Этап подготовки

Перед тем как стерилизовать в микроволновке банки с заготовками, нужно хорошо подготовиться к процессу. Именно от этого этапа зависит, останутся ли емкости целыми после термической обработки.

Для этого действуем так:

  1. Нужно осмотреть банки на наличие сколов, трещин и видимых дефектов. В случае нагрева они станут очагами концентрации напряжений, и стекло лопнет.
  2. Тщательно вымыть и прополоскать в чистой воде банки. Недопустимо использование различных моющих средств с отдушкой. Лучше всего вымыть тару с пищевой содой и прополоскать в чистой питьевой воде.
  3. Просушить тару. Лучше всего естественным способом, без использования салфеток и полотенец.
  4. Перед тем как стерилизовать в микроволновке банки с салатом, нужно отдельно обработать крышки. Их достаточно прокипятить в отдельной кастрюле. Недопустимо помещать крышки в СВЧ-печь, так как они металлические.

Все подготовительные работы важны, но особенно внимательно следует отнестись к первому пункту.

Стерилизация пустой тары в микроволновой печи влажным методом

Пустые емкости можно обработать при помощи пара. Для этого нужно разместить нужное количество чистых и сухих банок (или сколько влезет) на вращающийся диск, налить в них по 50 мл чистой фильтрованной воды (после нее не остается налета на стекле).

В обычную СВЧ-печь вмещается от 3 до 5 полулитровых банок, емкости на один литр и 700 мл часто не проходят по высоте, поэтому их, как двухлитровую и трехлитровую тару, стерилизуют в лежачем положении. Чтобы банка не скользила по кругу, ее нужно положить на салфетку и также налить в нее немного воды.

Небольшие емкости объемом от 0,5 до одного литра нужно прогревать 3-4 мин. при мощности печи в 1 000 Ватт. Чем вместительнее тара, тем больше потребуется времени, и его нужно будет искать опытным путем. Считается, что после закипания воды нужно продолжить нагревать емкость еще 3 мин.

Вынимать банки нужно осторожно, при помощи сухой прихватки, так как влажная может вызвать разницу температур и стекло лопнет. Температура емкости и содержимого должна совпадать: если салат горячий, то его можно накладывать сразу, если холодный, то банка должна остыть.

Сухая стерилизация пустых банок

Для некоторых заготовок нужны сухие банки, поэтому их стерилизуют сухим методом. Емкости нужно вымыть и просушить, а затем разместить так же, как и в первом случае. Затем в СВЧ-печь поставить стакан с фильтрованной водой, заполненный не больше, чем на 2/3 высоты, иначе при кипении жидкость будет выплескиваться. Далее, прогреть с теми же временными интервалами, то есть после закипания еще 3 минуты.

Обработка банок с заготовками

Как стерилизовать в микроволновке банки с заготовками? Небольшие банки хорошо помещаются в СВЧ-печь, а следовательно, в них можно прогреть салаты, закуски, компоты, джемы и варенье. Если овощи или фрукты нужно законсервировать в маринаде, то предварительно их нужно разложить по емкостям. Перед тем как стерилизовать банки с заготовками в микроволновке, следует налить немного чистой воды на дно банки – 50-60 мл. При нагреве жидкость закипит, и горячий пар убьет все микроорганизмы на овощах и фруктах.

После такой обработки банки вынимаются, горячими заливаются кипящим маринадом и закрываются отдельно простерилизованными металлическими крышками. Многие опасаются так обрабатывать огурцы из-за боязни того, что они станут вареными и не хрустящими. Однако нагрев длится не так долго, чтобы огурчики, томаты или кабачки успели свариться, поэтому их можно стерилизовать по данной методике.

После скольких минут стерилизация заготовок в микроволновке считается завершенной? Для овощей и фруктов без маринада эта процедура занимает 5 мин.

Салаты, джемы, компоты, варенье и другие закуски, которые не предполагают дальнейшего наполнения маринадом или сиропом, прогревают 3 мин. при мощности СВЧ-печи в 800 Ватт. Затем емкости нужно вынуть при помощи сухой прихватки, быстро закрутить крышки и разместить на чистом полотенце дном вверх. Также можно укутать емкости одеялом для более равномерного остывания, без резких перепадов температур.

Замена СВЧ-печи

Салаты и закуски можно стерилизовать и в обычном духовом шкафу. Данная методика практически ничем не отличается от обработки емкостей в микроволновке, но увеличивается время процедуры. Так, банки объемом в 0,5 л прогревают 5-10 мин., литровые – 10-15 мин., а трехлитровые – до получаса. Также нужно помнить, что емкости нужно помещать в холодную духовку, чтобы они постепенно прогревались.

Отзывы

Стерилизация салатов в микроволновке занимает гораздо меньше времени, чем традиционная термическая обработка. Поэтому многие хозяйки уже опробовали данную методику. Довольны остались особенно те, кому не нужно готовить салаты в промышленных масштабах на большую семью. Для 3-4 полулитровых банок использование СВЧ-печи позволит быстро и удобно стерилизовать заготовки.

Также домохозяйки отмечают, что для данного метода горячей обработки большое значение имеет качество тары и ее предварительный осмотр, так как небольшой дефект может привести к тому, что придется очищать СВЧ-печь от стекла и разлетевшихся овощей и фруктов.

Однако часть людей осталась недовольна, и в основном это связано с небольшой вместимостью микроволновки и ограничением по высоте тары. Некоторые модели СВЧ-печей не позволяют обрабатывать более одной банки за раз, следовательно, производительность будет низкой.

Итог: стоит ли стерилизовать тару и банки с салатами в микроволновке?

Как стерилизовать заготовки в микроволновке, запомнить нетрудно. Но не лучше ли использовать более традиционные методы горячей обработки? На самом деле это остается вопросом индивидуальных предпочтений. Однако все больше и больше домохозяек предпочитают использовать современные технологии при изготовлении домашних консервов и заготовок.

Стерилизация банок в микроволновке: с заготовками и пустые

Летне-осеннее изобилие овощей и фруктов очень хочется законсервировать, чтобы в зимний день открыть баночку и насладиться. Однако процесс сохранения щедрых урожаев не из легких. Помимо того, что нужно подготовить овощи и фрукты, требует внимания и тара, куда всё это великолепие будет упрятано. Банки и бутылки нужно вымыть и простерилизовать, то есть обработать высокой температурой, при которой погибнут микроорганизмы, посягающие на наше лакомство в банке.

Сделать это можно самыми разными способами: на плите, в духовке, в пароварке, но я предлагаю минимально затратный вариант, а именно стерилизация банок в микроволновке, который, конечно же не лишен недостатков. Их немного: трёхлитровые банки придется стерилизовать по одной (в духовке и пароварке можно несколько) и лёжа; если у вас высокие банки, то могут и вовсе, ни стоя, ни лежа не поместиться; для некоторых стерилизация банок в микроволновой печи (используя электричество) дороже, чем над паром на газовой плите

Как происходит стерилизация стеклянных  пустых банок в микроволновке

Прежде, чем вы приступите к стерилизации стеклянных банок в микроволновке, их нужно тщательно вымыть, даже, если они вам кажутся чистыми. Для этих целей подойдет обычная сода (если банки практически чистые) или обычное моющее средство для посуды (если банки нужно отмыть от загрязнений).

Не менее тщательно банки нужно прополоскать от моющего средства.

Уберите все банки с трещинками, сколами и не отмывающимися загрязнениями внутри. Остальным стерилизация банок в домашних условиях в микроволновке не страшна, можно приступать.

Помня, что пустую печь включать нельзя, а также для создания эффекта обработки горячим паром, налейте в каждую пустую банку немного воды, можно буквально 2-3 ст. ложки. В трёхлитровую банку также влейте воды, граммов 50.

Поставьте банки в печь (если баночки маленькие до 0,5 литров, то их поместится достаточно много, 3-х литровую положите на бок, предварительно подстелив полотняную салфетку, сложенную в несколько слоев).

Кстати стерилизация пустых банок в микроволновке может быть и несколько другой, ведь в первом случае на выходе мы получим горячие и мокрые банки, а если нужны сухие, то пригодится второй способ: поставьте подготовленные банки, а рядом стакан с водой (только не наполняйте его до краев, при закипании вода выльется). Такая стерилизация банок для варенья в микроволновке станет гарантией долгого хранения содержимого.

В общем-то, это практически и все хитрости, которые нужно знать, чтобы стерилизация банок для консервирования в микроволновке прошла успешно.

Сколько стерилизовать в микроволновке банки? зависит от размера тары. Небольшим хватит 3 минуты на максимальной мощности. Долгая стерилизация банок в микроволновке сколько минут максимум может длиться? Смотрите на воду в банке или стакане. Она должна выкипеть. Как только водичка превратилась в пар, обработку можно закончить. А время стерилизации банок в микроволновке размером больше 0,5 литров такое: литровые — 4 минут, 3-х литровые — 5 минут

Стерилизация банок в микроволновке с заготовками

Если с пустыми банками разобрались, то самое время узнать как происходит стерилизация банок в микроволновке с заготовками, овощами и фруктами. Стерилизация заготовок в микроволновке тоже не представляет сложностей. Заполняете банки, заливаете маринадом или сиропом и ставите в печь, выставив полную мощность. После того, как жидкость закипела, стерилизация полных банок в микроволновке должна продолжаться еще 2-3 минуты.

Можно не заполнять жидкостью всю банку, а налить 2\3 объема, затем прокипятить и долить кипящий маринад или сироп, после чего банку закатать.

Кстати, крышку тоже нужно стерилизовать. Но в микроволновой печи этого не сделать.

Некоторых смущает стерилизация банок с огурцами в микроволновке, они думают, что огурчики из хрустящих превратятся в варенные. Так вот, по отзывам использующих этот метод, стерилизация огурцов в микроволновке никак не сказывается на хрустящие свойства овоща, ведь время, проведенное в печи, очень мало. Всё это можно и к стерилизации банок с помидорами в микроволновке, с кабачками и патиссонами, баклажанами и другими овощами.

Конечно, правильнее стерилизацию банок с заготовками назвать пастеризация банок в микроволновке, так как мы не стерилизуем банки, а именно пастеризуем продукт. Пастеризация — тепловая, до 100 градусов, обработка. Зная как пастеризовать банки в микроволновке, можно сэкономить время и силы, ведь сезон заготовок приходится и на жаркое время, когда стоять у плиты, просто нет сил.

И напоследок стерилизация банок в микроволновке видео, всё то, что тут написано, показано в минутном сюжете.

А вы когда-нибудь стерилизовали банки в микроволновке или предпочитаете по старинке? Будете испытывать новый метод или опасаетесь?

Как стерилизовать банки в микроволновке? 3 метода: простой, паровой и пастеризация

Рейтинг автора

Написано статей

Просмотров: 264

Опубликована: 17-10-2018

Изменена: 25-10-2018

Время на прочтение: 3 минут

У этой статьи: 0 комментариев(я)

Каждое поколение привносит в семейный фирменный рецепт консервации что-то своё. Например, такой прием, как стерилизацию тары в микроволновой печи. Ещё не пробовали? Мы расскажем, как стерилизовать банки в микроволновке.

Обеззараживает ли СВЧ?

Микроволны справляются с дезинфекцией не хуже, чем традиционное кипячение и стерилизация на пару. В процессе стерилизации и пастеризации в МВП погибают все микро- и макроорганизмы, которые могут испортить заготовки и ваше здоровье. Многих хозяек волнует вопрос: сколько по времени занимает такой способ? Сколько минут вы потратите — зависит от выбранного метода, их мы опишем ниже, но не дольше 8 минут на один цикл.

Правила безопасности:

  1. Тщательно мойте и ополаскивайте банки перед тем, как продезинфицировать.
  2. Тара должна быть целой, без сколов, трещин и прочих повреждений. Бракованная тара может лопнуть при обработке, наполнении, хранении.
  3. Доставайте тару из МВП не сразу и только с помощью чистых, сухих прихваток или полотенец. Стеклянная банка может лопнуть от резкого перепада температуры.
  4. По этой же причине ставьте готовую к консервации банку на сухое, чистое полотенце.
  5. Не дезинфицируйте в СВЧ крышки для консервирования. Металл запрещено класть в микроволновку, а капроновые или пластиковые могут расплавиться и загореться.

Можно ли стерилизовать пустые банки?

Чтобы правильно простерилизовать тару, в каждую ёмкость необходимо набрать воды. Около 50 мл или поставить в печь стакан, на 2/3 заполненный водой (чтобы вода не выплескалась во время кипения). Без воды стекло может лопнуть в  печи.

Варианты дезинфекции в микроволновке:

  1. простой метод;
  2. паровой;
  3. пастеризация.

Простой метод

  1. Помойте банки.
  2. Добавьте в каждую немного воды.
  3. Поставьте их в печь так, чтобы не соприкасались. Если это одна большая, установите горизонтально, но всё равно долейте немного жидкости.
  4. Обрабатывайте 2–3 минуты при мощности 700–800 Ватт.
  5. Для горячих заготовок, например для варенья, тару можно использовать сразу.

Паровой метод

  1. Промойте ёмкости.
  2. Налейте чистой воды в каждую.
  3. Установите их в жаростойкую форму.
  4. Форму заполните жидкостью (до уровня воды в сосудах).
  5. Обрабатывайте 3–5 минут после закипания.

Пастеризация

Это термообработка ёмкостей вместе с заготовками. Как пастеризовать:

  1. Заполните посудины подготовленным продуктом.
  2. Налейте в каждую немного жидкости.
  3. Поставьте в микроволновку на пять минут, без крышек (их можно прокипятить на газовой плите).
  4. Вытащите посудины и залейте содержимое рассолом (заливкой).
  5. Закройте (закатайте) подготовленными крышками.

Отзывы, в которых хозяюшки делятся опытом, гласят, что пастеризация в микроволновой печи не влияет на вкусовые качества и внешние характеристики продуктов. Огурчики остаются хрустящими, ягоды и фрукты — сочными.

Достоинства обеззараживания в СВЧ:

  • Экономия времени (можно быстро обработать несколько небольших баночек за пять минут).
  • Отсутствие избыточного пара и повышенной температуры на кухне.

Недостатки:

  • Маленькая вместимость микроволновки.
  • Невозможно стерилизовать емкости объемом больше 3 литров.
  • При масштабных заготовках это может быть дорого (зависит от вашего тарифа за электроэнергию).

Всем известно, что лень — двигатель прогресса. Довольно часто использование бытовой техники выходит за рамки официальных инструкций. Если это полезно и безопасно, то почему бы и нет? Желаем вам лёгкой и удачной консервации!

Стерилизация банок в микроволновки пустых и с заготовками.

А вы когда-нибудь стерилизовали банки в микроволновке или предпочитаете по старинке? Будете испытывать новый метод или опасаетесь?

Летне-осеннее изобилие овощей и фруктов очень хочется законсервировать, чтобы в зимний день открыть баночку и насладиться. Однако процесс сохранения щедрых урожаев не из легких. Помимо того, что нужно подготовить овощи и фрукты, требует внимания и тара, куда всё это великолепие будет упрятано. Банки и бутылки нужно вымыть и простерилизовать, то есть обработать высокой температурой, при которой погибнут микроорганизмы, посягающие на наше лакомство в банке. Сделать это можно самыми разными способами: на плите, в духовке, в пароварке, но я предлагаю минимально затратный вариант, а именно стерилизация банок в микроволновке, который, конечно же не лишен недостатков. Их немного: трёхлитровые банки придется стерилизовать по одной (в духовке и пароварке можно несколько) и лёжа; если у вас высокие банки, то могут и вовсе, ни стоя, ни лежа не поместиться; для некоторых стерилизация банок в микроволновой печи (используя электричество) дороже, чем над паром на газовой плите.

Как происходит стерилизация стеклянных пустых банок в микроволновке Прежде, чем вы приступите к стерилизации стеклянных банок в микроволновке, их нужно тщательно вымыть, даже, если они вам кажутся чистыми. Для этих целей подойдет обычная сода (если банки практически чистые) или обычное моющее средство для посуды (если банки нужно отмыть от загрязнений). Не менее тщательно банки нужно прополоскать от моющего средства. Уберите все банки с трещинками, сколами и не отмывающимися загрязнениями внутри. Остальным стерилизация банок в домашних условиях в микроволновке не страшна, можно приступать. Помня, что пустую печь включать нельзя, а также для создания эффекта обработки горячим паром, налейте в каждую пустую банку немного воды, можно буквально 2-3 ст. ложки. В трёхлитровую банку также влейте воды, граммов 50. Поставьте банки в печь (если баночки маленькие до 0,5 литров, то их поместится достаточно много, 3-х литровую положите на бок, предварительно подстелив полотняную салфетку, сложенную в несколько слоев). Кстати стерилизация пустых банок в микроволновке может быть и несколько другой, ведь в первом случае на выходе мы получим горячие и мокрые банки, а если нужны сухие, то пригодится второй способ: поставьте подготовленные банки, а рядом стакан с водой (только не наполняйте его до краев, при закипании вода выльется). Такая стерилизация банок для варенья в микроволновке станет гарантией долгого хранения содержимого. В общем-то, это практически и все хитрости, которые нужно знать, чтобы стерилизация банок для консервирования в микроволновке прошла успешно,а крышки я стерилизую  по старинке в глубокой сковороде,но это проще чем с горячими банками возиться.

Сколько стерилизовать в микроволновке банки? зависит от размера тары. Небольшим хватит 3 минуты на максимальной мощности. Долгая стерилизация банок в микроволновке сколько минут максимум может длиться? Смотрите на воду в банке или стакане. Она должна выкипеть. Как только водичка превратилась в пар, обработку можно закончить. А время стерилизации банок в микроволновке размером больше 0,5 литров такое: литровые — 4 минут, 3-х литровые — 5 минут.

Стерилизация банок в микроволновке с заготовками.

Если с пустыми банками разобрались, то самое время узнать как происходит стерилизация банок в микроволновке с заготовками, овощами и фруктами. Стерилизация заготовок в микроволновке тоже не представляет сложностей. Заполняете банки, заливаете маринадом или сиропом и ставите в печь, выставив полную мощность. После того, как жидкость закипела, стерилизация полных банок в микроволновке должна продолжаться еще 2-3 минуты. Можно не заполнять жидкостью всю банку, а налить 2\3 объема, затем прокипятить и долить кипящий маринад или сироп, после чего банку закатать. Кстати, крышку тоже нужно стерилизовать. Но в микроволновой печи этого не сделать. Некоторых смущает стерилизация банок с огурцами в микроволновке, они думают, что огурчики из хрустящих превратятся в варенные. Так вот, по отзывам использующих этот метод, стерилизация огурцов в микроволновке никак не сказывается на хрустящие свойства овоща, ведь время, проведенное в печи, очень мало. Всё это можно и к стерилизации банок с помидорами в микроволновке, с кабачками и патиссонами, баклажанами и другими овощами.

Конечно, правильнее стерилизацию банок с заготовками назвать пастеризация банок в микроволновке, так как мы не стерилизуем банки, а именно пастеризуем продукт. Пастеризация — тепловая, до 100 градусов, обработка. Зная как пастеризовать банки в микроволновке, можно сэкономить время и силы, ведь сезон заготовок приходится и на жаркое время, когда стоять у плиты, просто нет сил.

Вот маленький видео сюжет :

Удачных Вам заготовок,тема создана по просьбам форумчан

источник : http://naglazok.mirtesen.ru/blog/43071085149/STERILIZATSIYA-BANOK-V-MIKROVOLNOVKI-PUSTYIH-I-S-ZAGOTOVKAMI…

Стерилизация пустых и полных банок в микроволновке разными способами

В нашей стране довольно трудно встретить семью, которая никогда бы не делала заготовки на зиму. Консервирование сам по себе довольно трудоемкий процесс, но обычно больше всего хлопот почему-то доставляет термическая подготовка тары. И если раньше на осуществление всей процедуры уходило много времени и сил, то возможность стерилизации банок в микроволновке существенно облегчила эту работу.

Необходимость стерилизации банок

Важность этой процедуры объясняется в первую очередь необходимостью обеззаразить тару. Даже если ее хорошо вымыли, это совсем не означает, что все имеющиеся в ней микро- и макроорганизмы погибли. И хоть сами по себе они безвредны, но продукты их жизнедеятельности являются токсичными для человека и могут привести к отравлению. Наибольшую опасность для здоровья несет в себе ботулотоксин, который вырабатывается бактериями, находящимися в безвоздушном пространстве.

Кроме того, в почве и воде живут клостридии, являющиеся причиной заболевания ботулизмом. Если использовать питьевую воду плохого качества или недобросовестно подходить к стерилизации тары, то риск подхватить эту болезнь увеличивается.

Преимущества и недостатки метода

К счастью для современных хозяек, технологии развиваются быстрыми темпами, благодаря чему выполнение долгой и монотонной работы становится значительно проще. Однако у стерилизации в микроволновой печи есть как свои плюсы, так и минусы. К преимуществам этого метода можно отнести:

  • значительную экономию времени;
  • возможность обрабатывать сразу несколько емкостей, если у них небольшой размер;
  • сохранение приятного микроклимата в помещении из-за отсутствия влажности, которая повышается при стерилизации традиционным способом;
  • двойное воздействие на вредные микроорганизмы за счет одновременной обработки паром и волнами СВЧ.

Такой способ обработки не лишён и недостатков. Его можно применять только для стеклянной тары. Металлические крышки придется стерилизовать отдельно. Объем стерилизующихся банок не может превышать 3 литров. Также в процессе работы могут возникнуть дополнительные расходы на электроэнергию.

Подготовка емкостей

Прежде чем разбираться с тем, как в микроволновке простерилизовать банки, необходимо их правильно подготовить. Делается это одинаково вне зависимости от того, каким методом планируется осуществлять стерилизацию тары. Вот примерная последовательность действий:

  1. Сначала тщательно проверьте каждую емкость на наличие трещин или сколов. Если использовать тару с повреждениями, то она может лопнуть либо в процессе стерилизации и заполнения ее готовым продуктом, либо во время хранения.
  2. Хорошо промойте отобранную посуду. Лучше всего для этой цели выбрать соду, ароматизированные моющие средства не рекомендуется использовать. Затем сполосните банки обычной водой из-под крана.
  3. Перед термической обработкой тару следует просушить, чтобы убедиться, что на ней не осталось грязных разводов.

Обеззараживание паром

Суть этого метода состоит в том, что в подготовленную стеклянную посуду наливается жидкость. Нагреваясь, она становится паром, которым и обрабатываются стенки посуды. По такому же принципу, например, проходит стерилизация на носике чайника. Рекомендации по проведению процедуры:

  1. Налейте в каждую банку примерно 2−3 сантиметра воды, она должна быть обязательно фильтрованной, иначе на стенках посуды после испарения жидкости останется неприятный налет.
  2. Поставьте тару в микроволновую печь таким образом, чтобы она не соприкасалась со стенками самого прибора. За один раз можно таким образом обработать до пяти пол-литровых банок или одну трехлитровую.
  3. Установить мощность на 700−800 Ватт. Время стерилизации зависит от объема используемой емкости, чем она больше, тем дольше ее следует обрабатывать. Например, для тары объемом в пол-литра достаточно двух или трех минут. На трехлитровую банку понадобится до шести минут. Чтобы понять, сколько времени необходимо, достаточно проследить, закипела ли вода.
  4. После того как стерилизация окончена, стеклянную емкость следует острожно взять обеими руками с помощью сухих прихваток или полотенца. Это является обязательным условием, так как если они будут влажными, то из-за резкого перепада температур тара может лопнуть. По этой же причине не стоит брать банку за горлышко.
  5. Простерилизованную посуду необходимо поставить на чистое и сухое полотенце. Оставшуюся воду слить. Желательно емкость сразу же использовать по назначению. Если это невозможно сделать, тогда переверните ее вверх дном. Важно также помнить, что в нагретую банку заготовку следует класть горячую, а в остывшую — холодную, тем самым вы сможете избежать резкого перепада температур.

Сухой метод

Особенностью этого способа является тот факт, что тара не соприкасается непосредственно с водой. При этом на нее одновременно оказывается двойное воздействие: паром и лучами СВЧ. Выполняется она следующим образом:

  1. Поставьте в микроволновую печь по центру стакан с фильтрованной водой. Не наполняйте его до краев, иначе при закипании она выплеснется на вращающуюся тарелку.
  2. Вокруг стакана расставьте банки и включите печь примерно на пять минут. Мощность должна быть примерно 750 Ватт.
  3. После того как емкости простерилизуются, их необходимо достать сухими прихватками и поставить на чистое полотенце. Не забывайте следить за тем, чтобы не было резкого перепада температур.

Обработка заполненной посуды

В СВЧ-печи обрабатывать банки можно не только пустые, но и уже заполненные заготовками. При этом никакой роли не играет, что это: соленые грибы, салаты, компоты или маринованные огурцы. Так как много времени для термической обработки не потребуется, то готовый продукт не потеряет своих качеств:

  1. Заполните емкости готовыми соленьями примерно на 2/3 от их объема и поставьте в микроволновку. Если тару заполнить полностью, то содержимое при закипании выплеснется на вращающуюся тарелку. Банки не должны при этом соприкасаться друг с другом.
  2. Включите прибор на полную мощность, а таймер установите на 3 минуты. После того как СВЧ-печь закончит работу, не открывайте дверцу еще примерно в течение пяти минут.
  3. Аккуратно достаньте банки двумя руками с помощью сухих прихваток или кухонного полотенца и поставьте на чистую поверхность. Заполните доверху тару кипящим маринадом или водой (в зависимости от рецепта) и закройте простерилизованными крышками.

Теперь, когда вы знаете как стерилизовать банки в микроволновке как пустые, так и заполненные, процесс консервирования больше не будет казаться таким долгим и монотонным, а ваша квартира не будет напоминать собой парную. Если правильно соблюдать всю технику безопасности и в точности выполнять все инструкции, то подготовка тары для заготовок не отнимет много сил и времени.

как стерилизовать банки

В конце лета и в осенью пору большинство людей занимаются заготовками на зиму, это компоты, салаты, маринованные помидоры, перец или огурцы, капуста и т. д. вариантов заготовок много. И как приятно открыть зимой баночку с вкусным и ароматным малиновым вареньем! И попробовав ложечку варенья, ты словно получаешь небольшую порцию летнего солнышка с его теплом. Но для того чтобы почувствовать летнее солнышко у себя дома нужно правильно закрыть эти баночки с кусочками лета. Для того чтобы заготовки хранились долгое время нужно стерилизовать банки.

Так как же стерилизовать банки?

Существует несколько вариантов стерилизации банок: на пару, в воде или кипячение банок, стерилизация в пароварке, в духовке, в микроволновой печи, в мультиварке, аэрогриле и даже в посудомоечной машине можно стерилизовать банки.

Благодаря стерилизации вы убиваете различные организмы, живущие на таре для консервирования, которые могут навредить заготовкам, а они впоследствии могут навредить нашему здоровью. Некоторые обходят этот процесс стерилизации, но ради своего здоровья и здоровья своей семьи стоит пожертвовать несколькими минутами, которые в дальнейшем могут стоить человеческого здоровья.

Ингредиенты:

  • банки,
  • крышки,
  • вода

Процесс приготовления:

Перед стерилизацией следует провести ревизию тары, это означает, что нужно проверить наличие трещин, сколов и других дефектов, которые могут привести к разбитию банки. Также нужно обязательно промыть тару перед процессом стерилизации.

Также следует обратить внимание на крышки для закрытия банок с заготовками. Эти крышки не должны быть ржавыми, обязательно наличие резинки, различные неровности или другие дефекты могут привести к вздутию, точнее к прокисанию заготовки. Но и крышки, также как и банки следует стерилизовать. Однако следует помнить, что металлические крышки нельзя стерилизовать в микроволновой печи! Лучше всего промытые крышки переложить в кастрюлю и залив горячей водой прокипятить в ковше с водой.

 

Стерилизация банок в микроволновке

Для того чтобы стерилизовать банки в микроволновой печи вам понадобятся сами банки и вода. В каждую предварительно вымытую банку нужно налить немного воды, примерно 1 – 2 см.

Затем поставить банку в микроволновку, можно ставить любое количество тары, т.е. сколько влезет в вашу печь. Затем нужно включить микроволновку на  3 минуты. Стерилизуем банки при мощности 700 ил 800 Ватт.

В процессе стерилизации вода в банках начинает закипать, при этом начинает выделяться пар, который в свою очередь, как и волны свч, стерилизует тару.

У этого способа стерилизации есть, как и плюсы, так и минусы.

К плюсам можно отнести тот момент, что летом всегда жарко и когда вы стерилизуете банки на плите, по бабушкиному методу на пару, то  в кухне соответственно повышается температура, чего мы не замечаем при стерилизации банок в микроволновке.

Также к плюсам можно отнести скорость стерилизации, в микроволновке этот процесс происходит гораздо быстрее, чем на плите. Сколько по времени нужно стерилизовать банки на газовой плите традиционным способом? Не говоря уже об электрической. 10-15 минут на пару, да еще подождать, когда вода закипит.

Еще один плюс при стерилизации маленьких банок в микроволновке. В печь вы сможете сразу поставить несколько банок, а на плите по одной банке, это дольше.

Но есть и минусы. Самый главный минус это то, что не все банки входят в микроволновую печь, уже пятилитровая банка вряд ли поместиться в вашу печь. В то время как трех литровую  банку можно положить на бок. Так как воды для стерилизации в СВЧ  нужно немного, она не сможет вытечь из нее.

Также с металлическими крышками есть проблемы, их, увы, нельзя стерилизовать в микроволновке. Но их можно стерилизовать в воде, как говорилось выше.

Ну а просчитать, какой вариант стерилизации банок бюджетнее, можно только расчетным путем. Все зависит от того, сколько вам банок нужно стерилизовать, и какая у вас плита (электрическая или газовая).

И еще самое главное, не важно, какой способ стерилизации вы выберите для себя. Важно быть осторожными, так как вы имеете дело с горячими банками, используйте специальные прихватки или варежки, которые обезопасят вашу кожу от ожогов!

Удачных вам заготовок и хороших рецептов!

Патент США на микроволновый нагрев деталей Патент (Патент № 5,202,541, выданный 13 апреля 1993 г.)

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение относится к использованию микроволновой энергии для нагрева промышленных компонентов до высоких температур, например для спекания или для запуска физической или химической реакции, и особенно касается достижения улучшенной однородности нагрева, когда компоненты большие или состоят из ряда более мелких отдельных компонентов, которые должны нагреваться одновременно.

Уровень техники

Нагрев промышленных изделий с помощью микроволновой энергии вызывает большой интерес в наши дни как альтернатива традиционному нагреву из-за повышения скорости и экономии, которые могут быть достигнуты таким образом. Однако возникла проблема, заключающаяся в том, что с помощью микроволн трудно достичь равномерного нагрева больших объемов, и, следовательно, большие заготовки или группы заготовок не могут быть нагреты равномерно. Фактически, проблемы отсутствия равномерного нагрева обычно возникают, когда объемы более одного кубического дюйма (16.4 см 3). Это сильно ограничивает полезность микроволнового нагрева для тех промышленных применений, в которых относительно равномерный нагрев имеет решающее значение. Хотя верно то, что равномерный нагрев больших объемов и деталей может быть достигнут, если время нагрева соответствующим образом продлено (теплопроводность и конвекция в конечном итоге уравновешивают температуры), это, очевидно, не является экономическим решением проблемы для промышленных операций, цель которых состоит в том, чтобы свести к минимуму время цикла.

Даже когда необходимо нагревать относительно небольшие детали, более экономично нагревать большое количество компонентов одновременно в виде относительно большой партии, чем нагревать их по отдельности, поэтому важно иметь возможность нагревать большие объемы равномерно даже с такими мелкие компоненты.

Основная область применения изобретения — спекание керамических компонентов, например один или несколько больших керамических компонентов или сравнительно большое количество меньших керамических компонентов, которые должны быть нагреты до температуры спекания. В таких случаях отсутствие однородности на этапе нагрева может привести к недостаточной плотности продуктов. Поэтому в таких случаях особенно важна равномерность нагрева.

Подобное отсутствие однородности нагрева наблюдается, когда микроволновая энергия используется для нагрева керамических компонентов для удаления связующих или для сушки деталей в целом, или для запуска физических или химических реакций.Вообще говоря, чем массивнее заготовка или сборка заготовок, тем более явным становится неизотермический характер процесса, и этот опыт в прошлом имел тенденцию ограничивать размер сборки заготовки, которую можно было нагревать. с помощью микроволновой энергии, если необходимо соблюдать стандарты качества.

В нижеследующем описании и формуле изобретения термин «сборка заготовок» был принят для обозначения либо одной громоздкой заготовки или исходного материала, либо, чаще, относительно большого количества небольших заготовок, которые вместе составляют громоздкую сборку.

ИСКУССТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ

В прошлом предпринимались многочисленные попытки сделать

более однородных микроволновых полей, таких как методы ввода нескольких щелей или создание так называемых «перемешиваемых» многомодовых резонаторов, в которых поле постоянно смещается, чтобы попытаться добиться усреднения «горячего» и «холодного» пятна. Хотя эти усилия привели к некоторым улучшениям, факт остается фактом: до настоящего изобретения было невозможно достичь условий сборки сравнительно громоздких заготовок, которые были бы настолько близки к изотермическим, насколько это желательно.

На частоте 2,45 ГГц гораздо лучшую однородность поля можно получить, увеличив размеры резонатора лучше, чем в 100 раз по сравнению с длиной волны, для чего потребуется размер резонатора 12 м или около того. Однако при таких размерах потребовался бы очень большой источник питания для получения разумной плотности энергии внутри резонатора. Следовательно, это невозможно. Обойти это можно было, перейдя на более высокие частоты, вплоть до 28 ГГц, где 100-кратная длина волны составляет примерно 1 м в размере (см.№ 4963709 на имя Гарольда Д. Кимри, выпущенного 16 октября 1990 г.). Это гораздо более управляемый размер резонатора, и разумная плотность энергии может быть получена с умеренным источником энергии. Однако частота 28 ГГц считается слишком дорогой для коммерческого использования.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы быть пригодным для промышленного использования, нагрев с помощью микроволновой энергии должен быть адаптирован для больших объемов. Хотя нагрев больших объемов микроволновой энергией, вероятно, никогда не может быть точно изотермическим, в промышленности существует большая потребность в достижении условий, более близких к изотермическим, чем те, которые были достигнуты до сих пор.Следовательно, основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы добиться улучшения в этом отношении и, более того, достичь этого без необходимости принимать частоту выше, чем стандартные 2,45 ГГц.

Более конкретно, когда узел заготовки состоит из относительно большого количества керамических компонентов, которые должны быть спечены одновременно, целью настоящего изобретения является возможность нагревать этот узел с помощью микроволновой энергии в условиях, которые достаточно близко подходят к изотермическим. что конечные спеченные продукты будут иметь однородную плотность в пределах допусков, приемлемых в промышленности.

С этой целью изобретение состоит из способа подвергания уплотняемой нагреванием узла заготовки по существу равномерного нагрева микроволновой энергией, который включает: размещение узла в многомодовом микроволновом резонаторе устройства для микроволнового нагрева, окружение узла по меньшей мере одним электрически токопроводящее кольцо; и облучение полости микроволновой энергией.

Более конкретно, изобретение обеспечивает способ нагрева узла заготовки, включающий создание узла нагрузки, включающего: (a) тигель, (b) слой порошка в тигле, (c) узел заготовки, залитый в слой порошка, (d) по меньшей мере, одно электрически проводящее кольцо, вплотную примыкающее к тиглю, окружающему сборку заготовки, и (е) теплоизоляцию, окружающую тигель и указанное кольцо, и облучение указанного узла нагрузки микроволновой энергией в многомодовой полости, в результате чего узел заготовки в практически изотермические условия, при которых изменение плотности готового изделия составляет не более чем.+ -. 1%.

Изобретение также относится к грузовому узлу для использования при выполнении этого способа.

Под термином «электропроводящее кольцо», используемым в этом раскрытии и формуле изобретения, мы подразумеваем тело из материала, имеющего электрическую проводимость (по крайней мере, при температурах обработки), типичную для металлов или проводящих неметаллов, таких как графит или SiC. Подходят материалы, которые не имеют заметной глубины скин-слоя (т. Е. Глубины, на которую проникает электрическое поле), например глубина кожи менее примерно 10.мама. Корпус обычно является цилиндрическим, кольцевым или тороидальным, но не обязательно иметь круглое поперечное сечение (хотя обычно так и есть) и может быть, например, треугольным или квадратным, если требуется для создания более однородного поля. Кольцо обычно непрерывное (неразрывное), поэтому оно ведет себя как волновод. Могут быть ситуации, когда кольцо разорвано, но при этом сохраняется приемлемый волноводный эффект, но эти ситуации будут исключительными. В любом случае кольцо открыто сверху и снизу и обычно имеет меньшую высоту по вертикали, чем узел заготовки, с которым оно используется.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой схематическое поперечное сечение узла нагрузки для спекания керамических компонентов согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;

РИС. 2 иллюстрирует один способ, которым узел нагрузки, показанный на фиг. 1 может быть установлен в микроволновом резонаторе; и

РИС. 3 (a), 3 (b), 4 (a), 4 (b) и 5 ​​(a) — (d) — графические представления, демонстрирующие эффекты, полученные с помощью варианта осуществления по фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В настоящем изобретении более равномерный нагрев больших объемов за счет микроволновой энергии может быть достигнут путем окружения нагреваемого объема по меньшей мере одним кольцом из материала, который является электропроводным при температурах микроволновой обработки.

Заявители предполагают, что наблюдаемое улучшение однородности нагрева, вызванное наличием колец, является результатом по крайней мере одного, а в некоторой степени, вероятно, всех из следующих факторов:

(a) фиксация каждым кольцом относительно стабильного распределения микроволнового поля в объеме, определяемом кольцом,

(b) создание радиального поля бахромы между кольцами, когда используется более одного кольца, и

(c) хорошая теплопроводность, которую представляют кольца, чтобы помочь рассеять любое локальное нагревание.

Кольца могут использоваться по отдельности для фиксации поля вокруг одной относительно небольшой сборки заготовок или могут быть уложены вертикально, предпочтительно электрически изолированными друг от друга и всех других близлежащих предметов, с зазором между ними. Если зазор между кольцами чрезмерно увеличивается, возникает тенденция к неравномерному нагреву. С другой стороны, если кольца расположены слишком близко друг к другу, перекрытие полей приводит к промежуточной зоне интенсивного локального нагрева, что вызывает уменьшение однородности поля.Предпочтительное расстояние между кольцами составляет 10-30 мм, чаще 10-20 мм при частоте 2,45 ГГц.

Диаметр каждого кольца зависит от формы и объема нагреваемой нагрузки, диэлектрических свойств материала, образующего кольцо, и желаемого распределения поля, но предпочтительно находится в диапазоне от менее 25 мм в диаметре до более 300 мм в диаметре. диаметр. В идеале кольца должны располагаться на расстоянии менее половины длины волны (микроволнового излучения) от узла заготовки (т.е.е. свободное пространство между внутренней поверхностью кольца и внешней поверхностью узла заготовки). Считается, что толщина кольца не играет значительной роли при условии, что оно толще определенного количества, чтобы оно не было прозрачным для микроволн и не нагревалось в значительной степени из-за поверхностного резистивного нагрева. Глубина каждого кольца обычно составляет от менее 1 мм до более 30 мм.

Число, размеры и разделение колец, используемых в каждом конкретном случае, можно определить простым испытанием и экспериментированием с соответствующими изменениями или регулировками, которые производятся для создания желаемого однородного поля.Ось, перпендикулярная плоскости кольца (колец), предпочтительно должна быть параллельна центральной вертикальной оси нагрузки. После создания однородного поля сборку заготовки можно расположить в любом месте и в любой ориентации в пределах затронутого объема пространства.

Узел детали обычно закапывают в пороховой слой. Слой порошка обладает свойством изолировать спекаемые компоненты и, в случае материалов с низкими потерями, при желании также может быть микроволновым приемником.При обработке неоксидной керамики слой порошка может выполнять следующие функции:

1) При необходимости быть микроволновым датчиком.

2) Обеспечение защитной атмосферы для предотвращения разложения.

3) Обеспечение атмосферы с низким содержанием кислорода, чтобы избежать окисления.

4) Хороший проводник тепла для улучшения однородности температуры.

Узел детали и слой порошка обычно удерживаются в подходящем термостойком контейнере, называемом тиглем.Тигель обычно прозрачен для микроволн, но в некоторых случаях может быть желательно изготовить тигель из материала-приемника, чтобы тигель сначала нагрелся, а затем нагрел содержимое за счет теплопроводности, чтобы сделать содержимое восприимчивым к микроволнам.

В нормальных условиях кольца окружают контейнер с небольшим зазором (как указано выше). Однако кольца можно в качестве альтернативы плотно разместить внутри тигля или сделать их частью внешней стенки тигля.Например, будет эффективным огнеупорный тигель с тонким металлическим (например, платиновым) покрытием на внутренней или внешней поверхности стенки.

Тепловые условия в тигле будут меняться со временем из-за тепловых потерь с его поверхностей и из-за увеличения диэлектрической проницаемости (потери или способности поглощать микроволновую энергию) узла загрузки, особенно слоя порошка, при повышенных температурах. температуры.

Пример устройства нагрузки, включающей электропроводящие кольца, показан на фиг.1 из сопроводительных чертежей. На чертеже показан цилиндрический тигель 10 из оксида алюминия, который изолирован вокруг своей цилиндрической стенки с помощью большого количества шариков 12 из диоксида циркония. Эти шары 12 удерживаются на месте внешним цилиндрическим слоем 14 войлока из диоксида циркония. Основание 14 ‘из фетра из диоксида циркония лежит под дном тигля 10, а дополнительный слой 14’ ‘покрывает верх тигля 10.

Узел детали внутри тигля 10 состоит из ряда керамических компонентов 18, которые должны быть спечены.Эти компоненты 18 показаны расположенными, как правило, в виде слоев, разнесенных по вертикали. Внутри каждого слоя отдельные компоненты 18 могут быть расположены в любой удобной ориентации. В зависимости от их размера относительно диаметра тигля компоненты 18 могут, например, быть расположены так, чтобы один в центре, а другие располагались по окружности вокруг него. Для более мелких компонентов может быть более одного концентрического кольца компонентов или просто ряд рядов компонентов. Ориентация компонентов 18, показанных на фиг.1 является чисто схематическим.

В любом случае, независимо от расположения, компоненты 18 разнесены и заделаны в слой порошка 24. В конкретном эксперименте, проведенном в лаборатории, шестьдесят три компонента 18, каждый из которых представляет собой прессовку сырого порошка из нитрида кремния весом 5 граммов. , были упакованы в девять слоев по семь компонентов в каждом слое в слой 24 порошка из нитрида кремния, карбида кремния и нитрида бора (слой порошка соответствует изобретению, раскрытому в нашем совместно рассматриваемом документе U.С. Пат. приложение Ser. № 852,158, поданной в соответствии с Договором о патентной кооперации 19 октября 1990 г., сер. № PCT / CA90 / 00358; раскрытие которого включено сюда в качестве ссылки). Тигель 10 имел диаметр примерно 90 мм, и слой 26 чистого нитрида кремния использовался для герметизации верхней части порошкового слоя 24.

Снаружи изолирующего слоя 14 располагались три вертикально расположенных токопроводящих кольца 28, 28 ‘и 28 дюймов, изготовленных из титана (хотя могли использоваться другие металлы или любой другой электрический проводник при высокой температуре, например.г. керамика, например диоксид циркония или карбид кремния). Эти кольца 28, 28 ‘, 28 дюймов удерживались на месте с помощью множества блоков 30 различных размеров из теплоизоляционного материала, например сафилового волокна, и устройство было изолировано с помощью них, блоки 30 окружали и поддерживали кольца и тигель 10, причем самый нижний блок опирается на кварцевый диск 32, который, в свою очередь, опирается на кварцевый цилиндр 34.

В этом оборудовании кольца 28, 28 ‘, 28 дюймов имели диаметр 110 мм и глубину 30 мм, с расстоянием между соседними парами колец 13 мм (при желании кольца могли быть разнесены на материал с низкими потерями, такой как нитрид бора).Кольца были электрически изолированы друг от друга.

Весь узел нагрузки, обозначенный на фиг. 1, как 38, и состоящий из компонентов 18 заготовки, порошкового слоя 24, тигля 10, колец 28 и т.д. и соответствующей изоляции, нагревали в многомодовой полости 36, как показано на фиг. 2. Загрузочный узел 38 нагревали в полости 36 в течение общего времени цикла 115 минут (время нагрева 60 минут и время выдержки 55 минут), в то время как температура тигля 10 контролировалась в шести положениях, как показано датчиками температуры. 40, которые проходят через кольца 28 и т. Д.и через различные слои изоляции. Эти датчики температуры от 1500 ° C до 100 ° C. до 1594. ° С. Конечным результатом было производство шестидесяти трех гранул керамики, спеченных до плотности 94,5% ± 1%, что является удивительно однородной плотностью, которую можно достичь при спекании такого относительно большого количества компонентов. одновременно, и это заметно лучше, чем это было возможно ранее в аналогичном тигле без колец 28, 28 ‘и 28 «.

Этот эксперимент был повторен несколько раз, используя только два кольца, т.е.е. загрузка 40 гранул, с зазором между кольцами 20 мм. В некоторых случаях изменение температуры в слое составляло всего + — 20 ° C. Гранулы спекали до плотности в пределах ± 1% от среднего значения, равного приблизительно 95,5% от теоретически идеальной плотности.

В другом эксперименте узел нагрузки, показанный на фиг. 1 был изменен, чтобы содержать 6 рядов таблеток нитрида кремния (зеленый цвет). Каждый ряд состоял из двух гранул длиной примерно два дюйма на полтора дюйма на один дюйм.Каждая гранула весила 45 граммов, а общая нагрузка составляла 530 граммов. Нагрузку облучали, и было обнаружено, что температура спекания на верхней, нижней и средней сторонах тигля составляла 1590 ° С. С., 1582 ° С. С. и 1599 ° С. C. соответственно. Изменение плотности полученных гранул составляло 96,5% ± 0,4%.

Для груза 37 без колец, ФИГ. 3 (a) и (b) соответственно иллюстрируют типичные изотермы, которые, как предполагается, возникают между горячими и холодными зонами в начале нагрева и после того, как нагрев продолжался в течение некоторого времени.При использовании пары колец 28, 28 ‘соответствующие условия для нагрузки 38 в начале и в конце процесса нагрева считаются такими, как показано на фиг. 4 (а) и (b) соответственно. Следует понимать, что эти диаграммы, особенно фиг. 3 (a) и (b), предназначены только для того, чтобы представлять одну из форм отсутствия термической однородности, которая может возникнуть. В зависимости от размеров и характера узла 37 нагрузки можно ожидать, что расположение и протяженность различных горячих и холодных областей будут различаться.Однако опыт показал, что где-то в нагрузке будут возникать области с нежелательно широкими колебаниями температуры, когда будет предпринята попытка увеличить размер сборки заготовки путем одновременного облучения более чем одного или нескольких керамических компонентов микроволновой энергией. Точно так же следует пояснить, что фиг. 4 (a) и (b) не являются результатом измерений, поскольку не оказалось возможным измерить внутренние температуры по всей нагрузке 38, но в некоторой степени основаны на предположении (в случае фиг.4 (а)), и в значительной степени на превосходных конечных результатах, полученных в готовых заготовках (в случае фиг. 4 (b)).

РИС. 5 (a) — (d) показывают одно возможное распределение микроволнового поля F по тиглю 10 от момента времени T1 до T4 по мере продвижения процесса нагрева, эти диаграммы снова получены теоретически, поскольку фактическое измерение распределения поля не оказалось возможным. Неуклонное улучшение однородности поля с течением времени в значительной степени объясняется увеличением потерь в узле нагрузки и особенно в слое порошка, которое возникает при более высоких температурах.

Микроволновое отверждение — обзор

4.39.4.1 Полимерные композиты

Композитные материалы применяются благодаря своим улучшенным механическим свойствам, которые были обнаружены, в частности, для таких полимеров, как эпоксидные смолы, полиэфиры, полиуретаны и их производные. Обычно во время процессов приготовления к материалам прикладывают тепло для разжижения термопластичных полимеров и отверждения мономеров или форполимеров. Радиационная обработка, включающая микроволновое облучение, может рассматриваться как экономичный и применимый метод модификации композиционных материалов ( таблица 25 ).

Микроволновое облучение было испытано в качестве альтернативы традиционным методам обработки ламината стекло / эпоксидная смола. 132 Численное моделирование было разработано для прогнозирования одномерного профиля переходной температуры композита как при микроволновом, так и при обычном нагреве для ламината стекло / эпоксидная смола толщиной 25 мм. В качестве сырья для экспериментального исследования использовали эпоксидную смолу бисфенол F / эпихлоргидрин (Shell Epon 862) и ароматический диамин (Shell Epi-Cure W) в качестве отвердителя.Мощность микроволн непрерывно изменялась от 0 до 6 кВт, чтобы показать, что можно равномерно отверждать толстые композиты стекло / эпоксидная смола и исключить скачки температуры из-за экзотермических реакций во время отверждения. Благодаря непрерывному регулированию мощности с обратной связью и более эффективной передаче энергии микроволнового излучения стало возможным контролировать отверждение композитов и повышать качество композитов с толстым сечением. 132

В следующей статье был проведен калориметрический анализ (ДСК) кинетики отверждения того же композита стекло / эпоксидная смола для образцов, отвержденных термическим и микроволновым способом. 133 Как численные, так и экспериментальные результаты показали, что микроволны способствовали отверждению толстых ламинатов наизнанку за счет объемного нагрева, что значительно сокращало общее время обработки. В обычных термических условиях, чтобы уменьшить температурные градиенты, толстые ламинаты обрабатывались при более низкой температуре отверждения и нагревались с медленными скоростями нагрева, что приводило к чрезмерному времени отверждения. Отверждение снаружи внутрь композита, обработанного в автоклаве, привело к видимым трещинам в матрице, в то время как в композите, обработанном микроволновым излучением, трещины не были видны.Наблюдалось формирование градиентов отверждения в двух композитах, отвержденных как в микроволновых, так и в обычных условиях (, рис. 56, ). 134

Рис. 56. Формирование градиентов отверждения с двумя ламинатами во время (а) обычного и (б) микроволнового отверждения.

Воспроизведено с разрешения Thostenson, E.T .; Чжоу, Т.-В. Polym. Композиты 2001 , 22 , 197. 134

Хотя градиенты отверждения присутствовали в обоих композитах, обработанных в микроволновых и термических условиях, были отмечены различия в характеристиках затвердевания.В композите, обработанном традиционным способом, градиенты отверждения снаружи внутрь были наиболее значительными на ранних стадиях цикла отверждения, а максимальная скорость отверждения для этой системы эпоксидной смолы имела место в начале отверждения. Следовательно, крайне важно инициировать лечение наизнанку в начале цикла лечения. Уменьшение температурных градиентов на ранних стадиях микроволнового отверждения позволило лучше контролировать процесс затвердевания смолы. При традиционной обработке требовались очень низкие скорости нагрева, чтобы уменьшить тепловую задержку и нагреть композит до температуры, при которой в результате химической реакции выделялось дополнительное тепло.Выработка дополнительного тепла способствует желаемому отверждению наизнанку. Чтобы получить отверждение наизнанку при традиционной обработке, необходимое время цикла было почти в 3 раза больше, чем в случае микроволновой обработки. Таким образом, время обработки может быть значительно сокращено для достижения желаемого отверждения наизнанку за счет использования микроволн. 134

В другом примере композитные панели из стекловолокна / эпоксидной смолы (Dow-Derakane 411-350) с 15 слоями матов из стекловолокна отверждались под воздействием микроволнового излучения.Готовые панели (толщиной примерно 1,5 см) помещали перпендикулярно между источником микроволн и приемником, используемым для контроля поглощения энергии микроволн композитом во время цикла отверждения. Было продемонстрировано, что применение методов отверждения с помощью микроволнового излучения снижает деградацию материала и остаточное напряжение в композите. 135

Предварительные исследования микроволнового отверждения полиэфирной смолы и композитного материала, используемых в индустрии морских яхт, показали, что микроволновое отверждение является альтернативным методом для более быстрой обработки ламинированных материалов для применения в строительстве.Слоистые материалы (10 см × 10 см), изготовленные из трех слоев стекловолокна и полиэфирной смолы, были приготовлены вручную и отверждены при выходной мощности микроволнового излучения 1800 Вт. Когда образцы нагревали менее 11–12 с, механические свойства Смолы не подвергались воздействию микроволновой обработки, потому что поглощенной энергии было достаточно, чтобы только активировать процесс отверждения, но смолы не были полностью отверждены. При более длительных периодах времени смолы быстро затвердевали, и их максимальные значения напряжения были близки к показателям смолы, отвержденной при комнатной температуре в течение 10 дней.Время отверждения более 15 с привело к быстрому процессу отверждения, что привело к появлению ряби и пузырьков в образце. Наконец, длительное время облучения смолы показало отрицательные эффекты с быстрым ухудшением механических свойств, достигающих свойств не полностью отвержденного материала. Более того, было обнаружено, что использование высокой мощности микроволнового излучения в течение короткого времени вызывает быстрое сшивание и создает остаточное напряжение в отвержденной смоле, которое может вызвать растрескивание матрицы. 136

Стекловолокно (70 мас.%) композиты с диаллилфталатным полиэфиром в качестве матричного материала были использованы при исследовании композитов. Препрег имел форму ленты шириной 1,6 см и толщиной 0,3 см, и он был приготовлен из винилтолуола (30 мас.%), Используемого в качестве сшивающего мономера, и пероксида бензоила, служащего в качестве инициатора. Кроме того, исследование кинетики тонкой пленки показало, что микроволны могут инициировать реакцию при более низкой температуре в объеме и более коротком времени, чем термический нагрев, чтобы избежать больших градиентов температуры. Образцы, приготовленные на дисках из KBr, подвергали изотермическому отверждению в микроволновой печи при 85, 100 и 115 ° C, а степень отверждения контролировали с помощью FTIR-спектроскопии.В результате при микроволновом отверждении наблюдались более высокие скорости реакции по сравнению с термическим отверждением. При более низких температурах полимеризации, таких как 85 ° C, конечная степень отверждения в микроволновом режиме была выше, чем в обычных термических условиях. 137

Микроволновое облучение также использовалось для улучшения процесса пултрузии при производстве композитов, армированных стекловолокном. Основные преимущества MAP (пултрузия с помощью микроволн) по сравнению с обычным процессом включают более высокую скорость линии, меньшее тянущее усилие, большую однородность отверждения и меньшую площадь пола в случае простых профилей.Микроволновый нагрев может использоваться для предварительного нагрева предшественника пултрузии перед основным пултрузионным штампом или может использоваться в сочетании с прозрачным для микроволнового излучения штампом в качестве прямой замены. Этот процесс используется для производства твердых цилиндрических профилей на основе стекловолокна и ряда смол, включая ненасыщенный полиэфир, уретан, акрилат, сложный виниловый эфир, эпоксидные и фенольные смолы. 138

Микроволновое облучение применялось для обработки полиимидного прекурсора с концевыми заглушками надиевого слоя (смола RP-46) и композитов стекло – графит – RP-46.Обработка толстых профилей обычным термическим способом требует медленных темпов нарастания и длительного времени обработки. Следовательно, композитный материал, содержащий проводящие волокна, может быть нагрет с помощью микроволнового процесса для достижения схемы нагрева изнутри наружу и быстрого изменения скорости нагрева. Кроме того, микроволновый процесс может повысить прочность связи между смолой и волокнистой матрицей. 139

Были получены как чистая смола, так и композит со стеклянной и графитовой тканью, и изучено влияние различных параметров, таких как уровень мощности микроволн, материал формы и давление.В зависимости от условий отверждение стекла и гибридных композитов стекло-графит происходило за 36–130 мин при микроволновом облучении, и имидизация чистой смолы и композитов была полной. Образцы смолы, содержащие только 0,057 мас.% Рубленых графитовых волокон, привели к полной имидизации за 6 мин. Однако стекло и композиты стекло-графит были изготовлены с помощью микроволнового облучения с прочностью на изгиб и модулями, эквивалентными 50–80% свойств композитов, полученных с помощью обычных термических процессов.

Было показано, что размер и геометрия образца являются важными факторами в микроволновых процессах. Например, изменение размера образца с 5 до 15 г вызывало повышение температуры на 32 ° C за 10 мин при том же уровне мощности. По существу, не произошло взаимодействия между образцом 5 г полиимидной смолы и микроволновой энергией, что доказывает, что критическая масса требовалась для поглощения микроволновой энергии с высокой эффективностью ( Рисунок 57 ). 139

Рис. 57. Влияние размера образца на микроволновое поглощение невысушенной смолы RP-46.

Воспроизведено с разрешения Liu, Y .; Xiao, Y .; Солнце, X .; Scola, D. A. J. Appl. Polym. Sci. 1999 , 73 , 2391. 139

Была проведена оценка применения микроволнового излучения для обработки полиимидных композитов с фенилэтинильными концевыми группами, армированных углеродным волокном (PETI-5 / IM7). С помощью микроволнового процесса были получены однонаправленные композиты полиимид — (углеродное волокно) с превосходными тепловыми и механическими свойствами по сравнению с термическим процессом за половину времени, необходимого для термического процесса. 140

Температура стеклования и модуль упругости функционально измененных материалов (FGM) были исследованы для системы «эпоксидно-полиуретановый эластомер» (EP / PUR), отвержденной с помощью DDM в обычных и микроволновых условиях. Для этого раствор, содержащий 65 мас.% Смеси EP / PUR / DDM в дихлорметилене, заливали в форму из ПТФЭ и затем облучали микроволновой мощностью 200 Вт в течение 20 мин. Затем фильм отправили на очередной кастинг. После заливки каждого слоя весь образец последовательно облучали мощностью 400 Вт в течение 30 мин.Применяя эту процедуру, были получены материалы с постепенным изменением температуры стеклования от -54 до 162 ° C и модуля упругости от 0,069 до 3,20 ГПа (, таблица 24, ). Хотя время отверждения образца, отвержденного микроволновым излучением при мощности 400 Вт, было меньше, материал обладал лучшими механическими свойствами по сравнению с образцом, отвержденным традиционным способом. Свойства образца были связаны только с настройкой мощности микроволн, и увеличение времени облучения не влияло на предел прочности на разрыв, модуль упругости и удлинение. 141

Таблица 24. Свойства по направлению толщины в FGM, состоящих из эластомера EP / PUR

Направление толщины в FGM
Слой 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PUR / EP (w / w) 10/0 10/2 10/2 10/2 10/6 10/8 10/10 8/10 6/10 4/10 2/10 0/10
Предел прочности (МПа) 4.65 5,84 11,6 27,4 32,5 45,8
T г (° C) 20,8 25,8 109,2 113,2 139,6 75,9 64,8
E (ГПа) 0,069 0,078 0,069 0,078 0,078
45.7 83,2 60 39,4 1,585 2,62 145 162
0,86 44,8 1,06
0,99

Цикл отверждения в микроволновой печи: 200 Вт / 20 мин + 400 Вт / 30 мин.

Воспроизведено с разрешения Лю X.Q .; Wang, Y. S .; Zhu, J. H. J. Appl. Polym. Sci. 2004 , 94 , 994. 141

Как сушить древесину в микроволновой печи [за 8 простых шагов]

Сушка древесины перед началом столярного проекта важна, если вы не хотите готовый продукт при доставке может погнуться, потрескаться или деформироваться. А теперь поговорим о том, как сушить дрова в микроволновой печи. Понятно, что этот способ подходит для сушки малогабаритной древесины.

К сожалению, естественная сушка древесины требует времени.Например, естественный метод воздушной сушки обычно занимает около года, чтобы высушить дерево на дюйм толщины, и у вас не так много времени, чтобы ждать так долго.

К счастью, есть быстрый способ высушить древесину, если вы работаете только с небольшими кусками дерева, и это с помощью микроволновой печи.

Как сушить древесину в микроволновой печи, шаг за шагом

Да, в микроволновой печи можно сушить любое дерево. Вы можете сделать это, если дерево достаточно мало, чтобы поместиться.

Из этой статьи вы узнаете, как сушить древесину в микроволновой печи за 5 шагов :

Что вам понадобится:

  • Микроволновая печь
  • Цифровые весы
  • Измеритель влажности
  • Бумажные полотенца
  • Рукавицы для духовки

Шаг 1. Выберите микроволновую печь для сушки

Лучше всего подойдет дешевая и маломощная микроволновая печь с вращающимся столом без ненужных электронных «наворотов». В этом случае важно, чтобы плита имела возможность выставлять минимальную мощность.Для моделей без цифрового дисплея эта функция соответствует режиму «размораживания».

Кроме того, нужно обратить внимание на размеры микроволновой камеры и дверцы — чтобы дрова были помещены в духовку. При покупке обязательно учитывайте, что зачастую глубина микроволновой камеры меньше ее ширины.

Вам также понадобятся весы с делением шкалы 5 г или около того. Бытовые со стрелкой подойдут, а вот цифровые с индикатором, конечно, удобнее.

Сушка древесины в микроволновке в виде готового продукта не рекомендуется — как правило, в процессе сушки древесина не трескается. Но никто не застрахован от растрескивания концов, а если во время работы микроволновки зевать, дрова могут задымиться, обугливаться.

Хотите защитить древесину от сырости и сырости и надолго защитить ее? У меня есть подробное руководство, в котором вы узнаете, как обращаться с древесиной.

Такие неприятности маловероятны, но пока вы всего лишь экспериментатор, практикуйте то, что не жалко.Как вариант, придать дереву желаемую форму с припуском 10-15 см, чтобы потом без сожаления удалить лишнее.

Убедитесь, что выбранная планка может безопасно входить в микроволновую печь и вращаться в ней. В стандартных микроволновых печах диаметр стола 25 см.

Шаг 2: Измерьте вес древесины перед сушкой

Используя почтовые весы, взвесьте образцы древесины, чтобы определить, сколько влаги нужно терять. Поместите дерево на почтовые весы и измерьте его в граммах.

Для получения наилучших результатов выбирайте весы с точностью до 0,1%.

Шаг 3: Определите влажность

Используя влагомер, измерьте влажность каждого куска дерева. Обратите внимание на содержание влаги, которое будет в процентах от 0 до 100. Это будет использоваться позже для расчета содержания влаги после окончательного нагрева.

Вот пошаговое руководство, которое поможет вам удалить плесень с дерева за несколько шагов на восток!

Шаг 4. Начните сушить древесину в микроволновой печи.

Полезный СОВЕТ!

Если поставить в микроволновке другой режим, а не «разморозка», это может привести к тому, что древесина начнет тлеть изнутри.

Ставим в микроволновку батончик, который нужно просушить. В режиме «разморозка» прогреваем минуту (время можно увеличить, но лучше начинать с минуты, тогда поймешь. В общем, чем больше диаметр заготовки, тем дольше можно класть) .

Установите микроволновую печь на минимальное значение. В настройках микроволновой печи может быть установлено значение «Низкий» или «Размораживание». Подложите три-пять бумажных полотенец под дерево, чтобы они впитали выделяемую при этом влагу.Нагрейте древесину до 1 минуты.

На этом этапе вы должны потерять от 15% до 25% влажности каждого куска дерева.

Время высыхания устанавливается в соответствии с размером древесины:

Время высыхания в зависимости от размера древесины
1. Древесина размером менее 20 см: 1 минута
2. Дерево размером 20-30 см: 2 минуты
3.Древесина размером более 30 см: 3 минуты

Полезный СОВЕТ!

Важное примечание: в микроволновую печь можно поместить несколько деревянных досок. Однако никогда не позволяйте кускам дерева касаться друг друга, так как они могут воспламениться.

Шаг 5: Достаньте дрова из микроволновой печи и проверьте состояние высыхания.

Через 1 минуту выньте деревянную деталь из духовки с помощью рукавиц, заверните древесину в газету и полиэтиленовый пакет с отверстием. Делать это нужно для того, чтобы при сильном испарении, спровоцированном нагревом молекул воды внутри древесины, древесина не растрескалась.Если сушить хвойную древесину в микроволновке, то лучше класть ее завернутой в блок и в духовку: возможно, в изделии (особенно в смоляном кармане) смола не закипит.

Помните, что при высыхании вырезанный из дерева предмет может деформироваться, например, округлиться — стать овальным. Работая с древесиной по вашему выбору, вы быстро узнаете, насколько она деформируется при высыхании, и уменьшите запас. Имейте в виду, что древесина может легко лопнуть, если вы оставите необработанный обработанный кусок на столе.Поэтому во время перерывов в резьбе или перед сушкой в ​​микроволновой печи храните поделку в полиэтиленовом пакете.

Лучше завернуть брусок в газеты, а уже потом класть в пакет. Однако такой подход снижает риск появления трещин и на обычных заготовках. Газеты следует менять после остывания, перед следующим циклом нагрева в духовке.

Если в древесине есть карманы из смолы, они могут закипеть и разорвать ее, а также посыпать смолой печь. Поэтому при сушке смолистой древесины также стоит обернуть заготовку бумагой.

Ждем полчаса, чтобы дерево остыло, развернулось. Газета намокнет, и на пакете будут капли конденсата. Так что все идет хорошо.

Хотите узнать больше о сушке древесины или увидеть все методы сушки древесины? Если да, то в этой статье есть вся необходимая информация!

Шаг 6: Взвешивание древесины после первого цикла сушки

Измерьте и запишите вес древесины после первого цикла сушки.Падение веса означает, что влага уходит.

Взвешиваем древесину, запоминаем или записываем вес и еще одну минуту сушим, вынимаем, заворачиваем в сухую газету и мешок.

Шаг 7: Продолжайте сушить древесину в микроволновой печи

Продолжайте нагревать древесину до тех пор, пока влажность не станет стабильной. Для последующих поворотов нагрейте поленья от 45 до 60 секунд. Отдыхайте минуту между раундами.

Делайте это до тех пор, пока не достигнете цели: больше не будет изменения веса древесины после нагрева.Если вы больше не можете обнаружить отклонение более 0,1 грамма с помощью очень точной шкалы, значит, вы достигли своей цели.

Полезный СОВЕТ!

Если вес дров больше не уменьшается после того, как вы достали их из микроволновой печи, вы можете остановиться. Древесина просушена.

Во время последних циклов сушки древесины в микроволновой печи испаряется мало влаги, поэтому вы можете обойтись без упаковки. Циклов может быть любое количество — от двух до трех и до двадцати.

Все зависит от исходного содержания влаги в древесине, ее породы и вашего личного понимания понятия «сухая древесина» (при отсутствии влагомера).Если тарелка не поворачивается в микроволновой печи, поворачивайте заготовку на 90 градусов при каждом цикле, чтобы она высыхала равномерно.

Шаг 8: Проверьте сухость древесины в микроволновой печи

Полезный СОВЕТ!

Помните, что каждое дерево сохнет с разной скоростью. Не удивляйтесь, если одни предметы теряют влагу медленнее или быстрее других.

После прохождения всех циклов сушки древесины в микроволновой печи и охлаждения древесины при постукивании слышен характерный звонкий звук — древесина высохла.Еще один плюс сушки древесины в микроволновой печи в том, что она со временем не потрескается и не покоробится. Сушка дерева своими руками даст вам материал, который легко поддается обработке.

Таким образом, сушка дров в микроволновке — еще один способ быстро высушить дрова своими руками в домашних условиях. Возможно, этот способ кому-то покажется скучным (взвесить — обернуть-прохладно-сушка), но когда заготовку нужно быстро и в домашних условиях просушить, то сушка древесины в микроволновке может помочь.

Рассчитайте содержание влаги после окончательного нагрева по следующей формуле: (влажный вес — вес после сушки в печи / вес после сушки) x 100.

Советы и рекомендации по сушке древесины в микроволновой печи

  • Если вы сушите готовое изделие, будьте готовы к тому, что в процессе сушки оно может изменить свою форму. Поэтому перед сушкой изделия потренируйтесь на небольших образцах дерева, чтобы узнать, насколько оно деформируется.
  • По возможности сушите только черновую заготовку, которую можно обработать после окончательной обработки.
  • Храните готовую поделку или заготовку в пластиковом пакете между работой или во время процесса охлаждения.
  • Если во время сушки в пакете образовался конденсат, его необходимо вылить, прежде чем снова помещать в духовку.
  • Оптимальный режим сушки и количество необходимых циклов определяется опытным путем, поэтому все результаты записывайте в специальный блокнот.
  • При сушке деревянных заготовок из смолы обязательно их заворачивать в газету. Кипящая смола может сломать заготовку, а кроме того, разбрызгивает камеру духовки. Газеты следует заменять новыми после каждого цикла сушки.
  • Банальное, но очень важное правило — учиться на недорогих изделиях и заготовках, тогда шансы на успешную сушку без деформации изделий будут выше. Вы предотвратите перегрев и обугливание заготовки, а также ее растрескивание.

Хотите сделать фанеру водонепроницаемой? Я написал простое руководство, как защитить фанеру менее чем за 5 минут!

На самом деле процесс сушки в микроволновой печи не так уж и сложен.Пунктуально и последовательно выполняя эти простые шаги, вы обязательно добьетесь успеха. Качественно высушенный материал для поделки — гарантия того, что время, потраченное на изготовление поделки, не будет потрачено зря.

Как проверить, высохла ли ваша древесина ?

Есть несколько методов, которые вы можете использовать для проверки того, что ваша древесина достаточно сухая для нагрева:

  • Тест с моющим средством
  • Тест на удар, который позволяет быстро определить, достаточно ли сухо дерево
  • Тест глаз.Грязь, плесень и грибок — индикаторы влажности.
  • Проверка влажности с помощью влагомера. Узнайте точную влажность вашей древесины.

Заключение

Всего за восемь простых шагов вы можете быстро высушить небольшие куски дерева с помощью микроволновой печи. Не нужно долго ждать, чтобы начать свой столярный проект.

Теперь, когда вы научились сушить древесину в микроволновой печи, вы уже можете работать над своей следующей поделкой из дерева, не опасаясь скручивания, трещин или деформации готового изделия.

Как рассчитать влажность древесины?

Точное преобразование выполняется по следующей формуле:
Содержание влаги в древесине = (влажность древесины / (100 + влажность древесины)) x 100 , , где
влажность древесины = (содержание воды / (100 влагосодержание) )) x 100

Как сушить древесину в микроволновке без трещин?

Трещины в древесине вызваны слишком быстрой сушкой, поэтому при сушке древесины необходимо обернуть ее газетой.
Есть много советов, как избежать трещин в древесине, но они часто зависят от породы дерева. В принципе, однако: торцевые поверхности всегда должны быть покрыты.

Безопасно ли сушить древесину в микроволновой печи?

Да, сушить древесину в микроволновой печи безопасно, если вы обращаете внимание на время высыхания, которое не должно превышать 2 минут. Сушку древесины в микроволновой печи следует проводить в несколько циклов / циклов, продолжительность каждого цикла не должна превышать 2 минут.

Изготовление и определение характеристик резистивных решеток с двойной квадратной петлей для сверхширокополосного поглощения микроволн

  • 1.

    Фан, М., Хе, З. и Панг, Х. Повышение поглощения микроволн в композитах CIP / PANI. Synth. Встретил. 166 , 1–6 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 2.

    Мешрам, М. Р., Агравал, Н. К., Синха, Б. и Мисра, П. С. Моделирование линии передачи (TLM) для оценки поглощения в многослойном микроволновом поглотителе на основе феррита. В TENCON 2003. Конференция по конвергентным технологиям для Азиатско-Тихоокеанского региона, 1273246.https://doi.org/10.1109/tencon.2003.1273246 (2003).

  • 3.

    Yan, SJ, Zhen, L., Xu, CY, Jiang, JT & Shao, WZ Свойства поглощения микроволн в FeNi 3 субмикрометровых сферах и SiO 2 @FeNi 3 структуры ядро-оболочка . J. Phys. D Прил. Phys. 43 , 245003 (2010).

    ADS Статья Google Scholar

  • 4.

    Парк, К.-Ю. et al. Изготовление и электромагнитные характеристики поглотителей СВЧ, содержащих углеродные нановолокна и частицы NiFe. Compos. Sci. Technol. 69 , 1271–1278 (2009).

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Smith, D. R. et al. Левосторонние метаматериалы. In Фотонные кристаллы и локализация света в 21 веке (изд. Сукулис, К. М.) 351–371 (Springer, 2001).https://doi.org/10.1007/978-94-010-0738-2_25.

    Глава Google Scholar

  • 6.

    Падилла У. Дж., Басов Д. Н. и Смит Д. Р. Метаматериалы с отрицательным показателем преломления. Mater. Сегодня 9 , 28–35 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    Грбич А. и Элефтериадес Г. В. Экспериментальная проверка излучения обратной волны от метаматериала с отрицательным показателем преломления. J. Appl. Phys. 92 , 5930–5935 (2002).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 8.

    Линг, Ф., Чжун, З., Хуанг, Р., Чжан, Б. Широкополосный перестраиваемый терагерцовый метаматериал с отрицательным показателем преломления. Sci. Отчет 8 , 1–9 (2018).

    ADS Google Scholar

  • 9.

    Фанг, Н. и Чжан, X. Свойства изображения метаматериала суперлинзы.In Proceedings of the 2nd IEEE Conference on Nanotechnology (IEEE, 0). https://doi.org/10.1109/nano.2002.1032233.

  • 10.

    Розенблатт, Г. и Оренштейн, М. Идеальное линзирование с помощью единого интерфейса: отказ от потерь и ограничений полосы пропускания метаматериалов. Phys. Rev. Lett. 115 , 195504 (2015).

    ADS Статья Google Scholar

  • 11.

    Ланди, Н. И., Саджуйигбе, С., Мок, Дж. Дж., Смит, Д. Р., Падилла, У. Дж. Идеальный поглотитель из метаматериалов. Phys. Rev. Lett. 100 , 207402 (2008).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    Луукконен, О., Коста, Ф., Симовски, К. Р., Монорчио, А., Третьяков, С. А. Тонкий электромагнитный поглотитель для широких углов падения и обеих поляризаций. IEEE Trans. Антенны Propag. 57 , 3119–3125 (2009).

    ADS Статья Google Scholar

  • 13.

    Коломби А., Ру П., Гено С. и Рупен М. Направленная маскировка изгибных волн в пластине с локально резонансным метаматериалом. J. Acoust. Soc. Являюсь. 137 , 1783–1789 (2015).

    ADS Статья Google Scholar

  • 14.

    Li, W. et al. Широкополосные композитные радиопоглощающие структуры с резистивной частотно-избирательной поверхностью: оптимальная конструкция, изготовление и характеристики. Compos. Sci. Technol. 145 , 10–14 (2017).

    CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Zhao, J. & Cheng, Y. Сверхширокополосный СВЧ поглотитель из метаматериала на основе электрического SRR, нагруженного сосредоточенными резисторами. J. Electron. Матер. 45 , 5033–5039 (2016).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Bamancı, M. et al. Широкополосный поглотитель из метаматериала на основе CRR с сосредоточенными элементами для сбора микроволновой энергии. J. Microw. Power Electromagn. Энергия. 52 , 45–59 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    Liu, T. et al. RCS Редукция волноводной щелевой антенны с поглотителем из метаматериала. IEEE Trans. Антенны Propag. 61 , 1479–1484 (2013).

    ADS Статья Google Scholar

  • 18.

    Wang, C. et al. Радиолокационная незаметность и механические свойства широкополосной радиопоглощающей конструкции. Compos. Часть B англ. 123 , 19–27 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Лю Т. и Ким С.-С. Конструкция сверхширокополосных двухслойных поглотителей электромагнитных волн с частотно-избирательными поверхностями прямоугольной формы. Микроу. Опт. Technol. Lett. 60 , 2013–2018 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Jaiswar, R. et al. Сверхширокополосный тонкий поглотитель микроволнового излучения, использующий частотно-избирательные поверхности, напечатанные на струйной печати, сочетающие углеродные нанотрубки и магнитные наночастицы. Прил. Phys. А 125 , 1–8 (2019).

    CAS Статья Google Scholar

  • 21.

    Singh, G. et al. Изготовление несмачиваемого переносного поглотителя микроволн из метаматериала на текстильной основе. J. Phys. D Прил. Phys. 52 , 385304 (2019).

    CAS Статья Google Scholar

  • 22.

    Бхати А., Хайремат К. и Диксит В. Увеличение полосы пропускания экранного поглотителя микроволн Солсбери с использованием проволочного метаматериала. Микроу. Опт. Technol. Lett. 60 , 891–897 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Jaiswar, R. et al. Частотно-избирательные поверхности на основе углеродных нанотрубок для струйной печати для сверхширокополосных тонких поглотителей микроволн. J. Mater. Sci. Матер. Электрон. 31 , 2190–2201 (2019).

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    Забри, С. Н., Кэхилл, Р., Конвей, Г. и Щучински, А.Струйная печать резистивно нагруженных FSS для поглотителей микроволн. Электрон. Lett. 51 , 999–1001 (2015).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 25.

    Момени-Насаб, М., Бидоки, С. М., Хадизаде, М. и Моваххеди, М. Поглотитель микроволн из метаматериала с струйной печатью с использованием реактивных чернил. AEU Int. J. Electron. Commun. 123 , 153259 (2020).

    Артикул Google Scholar

  • 26.

    Лю Т. и Ким С.-С. Разработка широкополосных поглотителей электромагнитных волн с использованием индуктивности и емкости квадратной частотно-избирательной поверхности, рассчитанной на основе модели эквивалентной схемы. Опт. Commun. 359 , 372–377 (2016).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    Tak, J. & Choi, J. Носимый поглотитель микроволн из метаматериала. Антенны IEEE Wirel. Распространение.Lett. 16 , 784–787 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 28.

    Hao, S. et al. Широкополосный поглотитель СВЧ методом прямого нанесения метаматериала на бумагу. В Международная конференция по технологии микроволновых и миллиметровых волн (ICMMT) 2019 (IEEE, 2019). https://doi.org/10.1109/icmmt45702.2019.8992265.

  • 29.

    Кунду Д., Мохан А. и Чакрабарти А. Однослойный широкополосный поглотитель микроволнового излучения с использованием массива скрещенных диполей. Антенны IEEE Wirel. Распространение. Lett. 15 , 1589–1592 (2016).

    ADS Статья Google Scholar

  • 30.

    Лю, Х.-Т., Ченг, Х.-Ф., Чу, З.-Й. И Чжан, Д.-Й. Поглощающие свойства частотно-избирательных поверхностных поглотителей с крестообразными резистивными пятнами. Mater. Des. 28 , 2166–2171 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 31.

    Sarkhel, A. & Bhadra Chaudhuri, S. R. Компактный четырехзонный поляризационно нечувствительный ультратонкий поглотитель из метаматериала с широкоугольной стабильностью. Антенны IEEE Wirel. Распространение. Lett. 16 , 3240–3244 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 32.

    Ю, М., Ким, Х. К., Ким, С., Тенцерис, М. и Лим, С. Поглотитель метаматериала на основе наночастиц серебра, напечатанный струйной печатью на гибкой бумаге. Антенны IEEE Wirel.Распространение. Lett. 14 , 1718–1721 (2015).

    ADS Статья Google Scholar

  • 33.

    Девантари, А. и Мунир, А. Увеличение ширины полосы частот поглотителя СВЧ-излучения на основе искусственного магнитного проводника с использованием прямоугольной резки углов. В 2012 7-я Международная конференция по телекоммуникационным системам, услугам и приложениям (TSSA) (IEEE, 2012). https://doi.org/10.1109/tssa.2012.6366053.

  • 34.

    Li, Y., Li, W., Wang, Y., Cao, J. & Guan, J. Огнеупорный поглотитель микроволн из метаматериала с сильным поглощением, нечувствительным к температуре. Adv. Опт. Матер. 6 , 1800691 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 35.

    Li, M., Muneer, B., Yi, Z. & Zhu, Q. Широкополосный совместимый многоспектральный поглотитель из метаматериала для видимого, ближнего инфракрасного и микроволнового диапазонов. Adv. Опт. Матер. 6 , 1701238 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 36.

    Хюн, У. Дж., Секор, Э. Б., Херсам, М. К., Фрисби, С. Д. и Фрэнсис, Л. Ф. Формирование графена с высоким разрешением путем трафаретной печати с помощью силиконового трафарета для очень гибкой печатной электроники. Adv. Матер. 27 , 109–115 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 37.

    Коркмаз Э., Онлер Р.И Оздоганлар, О. Б. Микрофрезерование поли (метилметакрилата, ПММА) с использованием монокристаллических алмазных инструментов. Procedure Manuf. 10 , 683–693 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 38.

    Монтгомери Д. и Алтинтас Ю. Механизм создания силы резания и поверхности при динамическом фрезеровании. J. Manuf. Sci. Англ. Пер. ASME 113 , 160–168 (1991).

    Артикул Google Scholar

  • 39.

    Knight, W. A. ​​& Boothroyd, G. Основы обработки металлов и станков (CRC Press, 2019).

    Забронировать Google Scholar

  • 40.

    Huang, X. et al. Расчеты широкополосного поглотителя из метаматериала с использованием теории эквивалентных сред. J. Phys. D Прил. Phys. 49 , 325101 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 41.

    Халид, Н. К. Б. А. и Семан, Ф. Б. С. Двойная квадратная контурная частотно-избирательная поверхность (FSS) для экранирования GSM. В Конспект лекций по электротехнике 223–229 (Springer International Publishing, 2014). https://doi.org/10.1007/978-3-319-07674-4_23.

  • 42.

    Wang, C. et al. Радиолокационная незаметность и механические свойства широкополосной радиопоглощающей конструкции. Compos. B Eng. 123 , 19–27 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 43.

    Huang, Y. et al. Оптимизация гибкой многослойной метаструктуры, изготовленной из диэлектрико-магнитных нанокомпозитов с потерями и широкополосным микроволновым поглощением. Compos. Sci. Technol. 191 , 108066 (2020).

    Артикул Google Scholar

  • Способ и устройство для обработки заготовки в плазме

    Описание

    Уровень техники

    1. Область изобретения

    Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обработки заготовки в плазма, т.е.например, травление пластины в плазме или нанесение слоя на пластину в плазме посредством химического осаждения из газовой фазы (CVD).

    2. Описание уровня техники

    Известны устройства для плазменной обработки, которые генерируют плазму для активации реакционного газа для травления пластины или нанесения слоя на пластину посредством химического осаждения из паровой фазы. Одно такое устройство для плазменной обработки известно как плазменная система CVD с электронным циклотронным резонансом (ЭЦР), которая создает плазму высокой плотности в высоком вакууме с электронами, движущимися по циклотронной орбите в присутствии магнитного поля и микроволн для травления или другой обработки. детали очень точно и качественно.Система ЭЦР плазменного CVD обычно имеет реакционную камеру, расположенную в кожухе, соединенном с волноводом, соединенным с микроволновым генератором, и катушку, расположенную вокруг реакционной камеры для создания магнитного поля в реакционной камере.

    Обычное устройство для плазменной обработки раскрыто в патенте США No. №№ 4298419; 4330384; 4430138; 4 462 863; 4,559,100; и 4,705,595, или пример.

    РИС. 1 (а) и 1 (b) прилагаемых чертежей показывают, каким образом магнитное поле воздействует на плазму, генерируемую в обычной системе ЭЦР-плазмы CVD.Как показано на фиг. 1 (а), плазма сжимается до состояния с высокой плотностью внутри катушки 11, потому что плазма стремится избежать области с высокой плотностью потока. Однако вне катушки 11 плотность потока ниже, как показано на фиг. 1 (б). Следовательно, плазма, когда она достигает пластины W на столе 13 за пределами катушки 11, является относительно неравномерной во время травления пластины W, вызывая поднутрение на периферийном крае пластины W или травление поверхности пластины W при травлении. разные скорости травления.

    Другая известная система ЭЦР плазменного CVD, показанная на фиг. 2 (а) и 2 (b) сопроводительных чертежей, имеет верхнюю и нижнюю катушки 11, 12, расположенные последовательно вдоль осевого направления реакционной камеры для дальнейшего сжатия плазмы, генерируемой в реакционной камере. Система CVD плазмы ECR, показанная на фиг. 2 (a) и 2 (b), однако, не может полностью предотвратить неравномерность плазмы на пластине W.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Целью настоящего изобретения является создание устройства для обработки заготовки в плазма, равномерно воздействующая на заготовку.

    Другой целью настоящего изобретения является создание способа обработки заготовки в плазме, равномерно воздействующей на заготовку.

    В соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для обработки заготовки в плазме, содержащее реакционную камеру для введения в нее реакционного газа, средства генерации микроволн для генерации и введения микроволн в реакционную камеру для образования в ней плазмы. для активации реакционного газа для обработки заготовки в реакционной камере и средства генерации магнитного поля для создания магнитного поля в реакционной камере при создании области, по существу, без плотности потока в магнитном поле.Средство генерирования магнитного поля может содержать пару верхней и нижней катушек для совместной генерации магнитного поля, причем область расположена между верхней и нижней катушками.

    В соответствии с настоящим изобретением также предлагается устройство для обработки полупроводникового устройства в плазме, содержащее реакционную камеру для введения в нее реакционного газа, стол, расположенный в реакционной камере для поддержки на ней полупроводникового устройства, микроволновую печь. осциллятор, подключенный к реакционной камере для генерации и введения микроволн в реакционную камеру для создания плазмы в реакционной камере для активации реакционного газа для обработки полупроводникового устройства в реакционной камере, магнитные средства, расположенные вокруг реакционной камеры для генерации магнитного поля. поле в реакционной камере при создании области, по существу, без плотности потока в магнитном поле, и средство смещения для приложения напряжения смещения к столу.Средство генерирования магнитного поля может содержать пару катушек для создания соответствующих противоположно направленных магнитных полей, которые объединяются в магнитное поле в реакционной камере, причем противоположно направленные магнитные поля компенсируют друг друга для создания области отсутствия магнитного потока между катушками.

    В соответствии с настоящим изобретением дополнительно предоставляется способ обработки заготовки в плазме, включающий этапы введения реакционного газа в реакционную камеру, введения микроволн в реакционную камеру для образования в ней плазмы для активации реакционный газ для обработки заготовки, установленной на столе в реакционной камере, и создания магнитного поля в реакционной камере, создавая при этом область практически без плотности потока в магнитном поле.

    В соответствии с настоящим изобретением дополнительно предоставляется способ обработки заготовки в плазме, включающий этапы введения реакционного газа в реакционную камеру, введения микроволн в реакционную камеру для образования в ней плазмы для активации реакционный газ для обработки заготовки, установленной на столе в реакционной камере, и подачи энергии на пару катушек, расположенных вокруг реакционной камеры, для создания соответствующих магнитных полей в противоположных направлениях в реакционной камере, при этом магнитные поля частично компенсируют друг друга, создавая область практически без плотности потока в магнитных полях между катушками.

    Катушки возбуждаются соответствующими токами, протекающими в противоположных направлениях, для создания соответствующих магнитных полей. Магнитные поля нейтрализуют друг друга в области между катушками. Плазма, которая в данной области не контролируется по направлению, равномерно притягивается к столу под действием напряжения смещения, приложенного к столу.

    Вышеупомянутые и другие цели, детали и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания его предпочтительных вариантов осуществления при чтении вместе с прилагаемыми чертежами.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    ФИГ. 1 (а) и 1 (b) показывают, каким образом магнитное поле воздействует на плазму, генерируемую обычной системой ЭЦР плазмы CVD;

    РИС. 2 (а) и 2 (b) показывают, каким образом магнитное поле воздействует на плазму, генерируемую другой традиционной системой ЭЦР плазмы CVD;

    РИС. 3 — схематический вид в разрезе устройства для плазменной обработки согласно настоящему изобретению;

    РИС. 4 (а) и 4 (b) показывают, каким образом магнитное поле воздействует на плазму, генерируемую устройством плазменной обработки согласно настоящему изобретению; и

    ФИГ.5 — схематический вид в разрезе модифицированного устройства для плазменной обработки согласно настоящему изобретению.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

    Как показано на фиг. 3, устройство плазменной обработки согласно настоящему изобретению, которое изображено как система ЭЦР плазменного CVD, имеет реакционную камеру 1, расположенную в корпусе 2, который соединен с вакуумным насосом 4 через клапан 3. Корпус 2 также подключен через волновод 5 к генератору СВЧ 6, который генерирует СВЧ с частотой 2.45 ГГц. Генерируемая микроволновая печь вводится через волновод 5 в реакционную камеру 1.

    Устройство плазменной обработки также включает в себя пару вертикально разнесенных, верхнюю и нижнюю катушки 7, 8, коаксиально расположенных вокруг корпуса 2 для совместной генерации магнитного поля. Нижняя катушка 8 более плоская, то есть имеет меньший вертикальный размер, чем верхняя катушка 7. В реакционной камере 1 находится стол 9 для поддержки пластины W на ней, причем стол 9 расположен горизонтально внутри нижней катушки 8.Источник высокочастотного напряжения смещения 10 подключен к столу 9 для подачи напряжения смещения, имеющего частоту 13,56 МГц, на стол 9. Источник высокочастотного напряжения смещения 10 запитывается независимо от микроволнового генератора 6, так что смещение Напряжение может быть приложено к столу 9 независимо от микроволнового излучения, приложенного к корпусу 2.

    Устройство плазменной обработки работает следующим образом:

    Вакуумный насос 4 приводится в действие для откачивания корпуса 2, и реакционный газ вводится в корпус. реакционная камера 1, устройство плазменной обработки, включающее стандартные средства (не показаны) для ввода реакционного газа в реакционную камеру, и вакуумный насос 4 удаляет выхлопные газы.Катушки 7, 8 получают питание от источников питания (не показаны), а микроволновый генератор 6 активируется для подачи микроволн с частотой 2,45 ГГц через волновод 5 в реакционную камеру 1. Теперь в реакционной камере 1 генерируется плазма, чтобы активируют реакционный газ для травления пластины W или нанесения слоя на пластину W посредством химического осаждения из паровой фазы.

    Катушки 7, 8 запитаны в противоположных направлениях. То есть электрические токи проходят через катушки 7, 8 в противоположных направлениях.Следовательно, катушки 7, 8 создают соответствующие магнитные поля в противоположных направлениях, и создаваемые магнитные поля компенсируют друг друга в пограничной области между катушками 7, 8. Поскольку плотность потока в пограничной области между катушками 7, 8 равна практически ноль, как показано на фиг. 4 (a) и 4 (b), плазма теряет управление направлением между катушками 7, 8. Однако ниже граничной области нулевой плотности потока между катушками 7, 8 плазма притягивается вниз к столу 9 без расширяется наружу за счет напряжения смещения, которое прикладывается к столу 9 источником 10 напряжения смещения.Более плоская нижняя катушка 8 эффективна для размещения области нулевой плотности потока ближе к пластине W на столе 9. Таблица 9 расположена в области под нижней катушкой 8, где плотность потока практически равна нулю, как показано на фиг. . 4 (а) и 4 (б).

    Поскольку плазма, притягиваемая таким образом вниз напряжением смещения, приложенным к столу 9, не распространяется наружу, плазма, приложенная к пластине W, является однородной. Когда пластина W травится в плазме, ее можно травить с равномерной скоростью травления по ее поверхности, а также можно травить анизотропно.Когда слой наносится на пластину W в плазме посредством химического осаждения из паровой фазы, он может быть нанесен до однородной толщины по всей поверхности пластины W.

    Фиг. 5 показано модифицированное устройство для плазменной обработки, в котором кольцо 14 расположено вокруг стола 9 и идет вверх от стола для предотвращения неравномерного распределения плазмы на столе 9. Кольцо 14 служит для удержания пластины W на столе 9 на расстоянии от электрического тока или изолирован от земли.

    Хотя было описано то, что в настоящее время считается предпочтительным вариантом осуществления изобретения, следует понимать, что изобретение может быть воплощено в других конкретных формах без отклонения от его основных характеристик.Таким образом, настоящий вариант осуществления следует рассматривать во всех отношениях как иллюстративный, а не ограничительный. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не предшествующим описанием.

    Sinker EDM для больших деталей

    Фото любезно предоставлены Pratt & Whitney

    Турбовентиляторный двигатель PurePower с редуктором (GTF) Pratt & Whitney начнет использоваться на крыльях самолетов Airbus A320neo и Bombardier CS100. Проблемы, связанные с запуском в производство нового коммерческого авиадвигателя, могут быть непростыми, особенно с учетом 7000 заказов и обязательств.Чтобы ускорить темпы поставок, компания разработала подвесные автоматизированные горизонтально движущиеся сборочные линии для реактивных двигателей GTF для своих предприятий в Мидлтауне, штат Коннектикут; Уэст-Палм-Бич, Флорида; и Мирабель, Квебек, Канада, в рамках инвестиций в объекты на сумму 1 миллиард долларов.

    Линии объединяют производственные данные и оптимальную эргономику, что позволяет техническим специалистам собирать до 500 двигателей в год. Для достижения такой производительности требуется хорошо организованная цепочка поставок в сочетании с высокоразвитым производственным процессом.

    Производительность — ключ к успеху

    Вице-президент P&W по инжинирингу Том Прет должен обеспечить плавный переход двигателя GTF от стадии разработки через наращивание производства к производству.

    GTF был успешным продавцом на нескольких платформах, требуя дальновидного подхода, чтобы быть готовым к большому количеству двигателей, которые Pratt & Whitney необходимо будет производить. Прет уверен, что компания готова к наращиванию мощностей.

    «Мы проработали несколько стратегий с отделами закупок и операций, чтобы обеспечить надежную цепочку поставок с несколькими источниками, чтобы не было единой точки отказа», — говорит Прет.В настоящее время у компании есть долгосрочные соглашения с поставщиками на сумму более 22 миллиардов долларов.

    «Наши инженеры-конструкторы работают с производителями, чтобы сосредоточить внимание на технологичности — критических характеристиках и характеристиках деталей с точки зрения дизайна — чтобы обеспечить контроль процесса во время наращивания производства», — говорит Прет. «Параллельная работа проектировщиков до ввода в эксплуатацию помогает обеспечить соответствие производственных возможностей техническим требованиям. Затем он работает с поставщиками, чтобы детали производились качественно и в соответствии с требованиями.”

    Автоматизация критически важна для успешного наращивания производства и используется для устранения отклонений от процессов.

    Прет замечает: «Там, где требуется смешивание или полировка — то, что традиционно делается человеком, — мы сосредоточились на продвинутой автоматизации для выполнения этих операций. Это было преимуществом как с точки зрения сокращения трудозатрат, так и с точки зрения сокращения числа травм от повторяющихся движений «.

    Дизайн для надежности

    «Нет никаких сомнений в том, что двигатели, которые мы проектируем сегодня, намного сложнее, чем двигатели предыдущих поколений», — заявляет Прет.«Частью процесса проектирования была оптимизация для повышения надежности».

    Томас У. Прет
    Вице-президент по проектированию, Pratt & Whitney

    Том Прет присоединился к Pratt & Whitney в 1988 году и занимал ответственные должности в области проектирования и обслуживания клиентов. Среди его руководящих должностей он занимал должности главного инженера по эксплуатационным двигателям военного назначения, директора по глобальному техническому обслуживанию и главного инженера по разработке горячих участков.

    Он имеет степень бакалавра наук в области машиностроения в Университете Коннектикута (UCONN), степень магистра в области машиностроения в Ренсселере в Хартфорде и степень магистра делового администрирования в Университете Коннектикута.В 2008 году он был принят в школу инженерной академии выдающихся инженеров Университета Коннектикута.

    Хотя конструкция GTF оптимизирована по производительности, весу и техническим параметрам, она также оптимизирована по стоимости и технологичности.

    «У нас есть интегрированные группы разработки продуктов, которые получают информацию от всех заинтересованных сторон в движке. Когда мы закончили работу над дизайном, он не только отвечает всем техническим требованиям, но и должен быть надежным и производимым », — поясняет Прет.

    Модульность для удобства обслуживания

    Двигатель GTF отличается интегрированной конструкцией. По словам Прете, инженеры-конструкторы и инженеры-технологи с самого начала участвуют в разработке деталей и модулей. Вклад заинтересованных сторон вторичного рынка также гарантирует, что конструкции будут не только производимыми, но и обслуживаемыми на конвейере.

    Сложность двигателя P&W PurePower GTF очевидна в этом примере, подвешенном на горизонтальной сборочной линии.
    Материалы и обрабатываемость

    Несмотря на то, что они считаются новыми процессами, аддитивное производство порошкового металла для статоров компрессоров и кронштейнов синхронизирующих колец, лопаток турбин из монокристаллических сплавов, алюминиево-литиевых сплавов и керамических термобарьерных покрытий было зрелыми технологиями, когда они были включены в дизайн GTF. Прет отмечает, что доступность этих новых материалов дает возможность пересмотреть конструктивные ограничения или увеличить возможности двигателя.

    Одним из примеров того, как материалы могут влиять на дизайн, является использование в GTF гибридных металлических лопастей вентилятора. Поскольку планетарная зубчатая передача двигателя позволяет вентилятору работать на более низких скоростях, нагрузки ниже, что позволяет инженерам P&W рассматривать инновационные материалы. Гибридная металлическая лопасть вентилятора на основе алюминиево-литиевых сплавов позволила инженерам добавить в конструкцию дискретные аэродинамические характеристики для повышения эффективности.

    «Нам не пришлось идти на компромисс, который мы должны пойти с раствором композитной смолы, когда вы можете получить только определенные типы радиуса на задней и передней кромке», — объясняет Прет.«Переход на металлическую лопасть вентилятора позволяет нам использовать самые аэродинамические характеристики. Это одна из причин, по которой мы достигаем увеличения топливной экономичности на 16% с ГПТ ».

    В рамках разработки новых материалов инженеры P&W проводят испытания обрабатываемости и сравнивают их с существующими сплавами. Прет говорит, что в этом процессе участвует ряд производителей станков с ЧПУ уровня 1, которые могут использовать новые технологии.

    Инженеры берут результаты испытаний и вводят их в текущие методы механической обработки и обработки деталей в двигателях текущего производства.

    Двигатель Pratt & Whitney’s Geared TurboFan (GTF)
    • Три версии в шести классах предлагают тягу от 14000 фунтов до 35000 фунтов
    • 7000 по заказу более чем 70 клиентов
    • Большинство двигателей будут поставляться P&W, начиная с 2017 года
    Данные от двигателей

    Большие данные улучшат мониторинг двигателей на местах и ​​обеспечат информационную основу для будущего проектирования.

    «Мы получаем данные от двигателей, которые возвращаются в инженерное дело, и мы можем видеть, как работают детали, которые мы спроектировали, разработали и прошли сертификацию», — отмечает Прет.

    По словам Прета, это закроет обратную связь между процессом проектирования и работой двигателей в эксплуатации.

    «Мы очень довольны ролью больших данных в разработке механизмов нового поколения, которые гарантируют, что мы сможем модернизировать их уже сейчас», — заключает Прет.

    Pratt & Whitney

    www.pw.utc.com

    Об авторе: Эрик Бразерс — старший редактор Aerospace Manufacturing and Design , с ним можно связаться по адресу ebrothers @ gie.net или 216.393.0228.

    Система и метод микро-сверления с использованием микроволн через металл

    Претензии: Претензия:

    1. СВЧ-система сверления, содержащая

    закрытый микроволновый резонатор;

    электромагнитный источник, обеспечивающий оперативную связь с упомянутым микроволновым резонатором для генерации электромагнитной волны в микроволновом диапазоне;

    хотя бы один буровой инструмент с заостренным концом для создания концентрированного электромагнитного поля;

    упомянутый металлический концентраторный сверлильный инструмент после воздействия микроволнового излучения, поглощающего микроволновое излучение, для генерации плазмы для создания горячей точки для локализованного плавления материала заготовки и, таким образом, абляции материала на заготовке, чтобы просверлить отверстие в заготовке.

    2. СВЧ-буровая система по п.1, в которой буровой инструмент включает металлический концентраторный буровой инструмент, изготовленный из металла или металлических сплавов, предпочтительно из никеля.

    3. СВЧ-сверлильная система по любому из пп.1 или 2, в которой заостренный конец сверла металлического концентраторного бурового инструмента касается указанной заготовки, на которой требуется просверлить микроотверстия, изготавливается для размещения под ней. внутри микроволнового резонатора, чтобы обеспечить безопасность процесса сверления от утечек микроволнового излучения.

    4. СВЧ-буровая система по любому из пп.1-3, в которой микроволновая печь, генерируемая электромагнитным источником, создает высококонцентрированное электромагнитное поле в ближней зоне через металлический концентраторный сверлильный инструмент желаемого резонирующего размера внутри СВЧ-резонатора.

    5. СВЧ-система сверления по любому из пп.1-4, в которой металлический концентраторный сверлильный инструмент локализует электромагнитную энергию и, следовательно, горячая точка, образованная на заготовке из-за электромагнитного излучения ближнего поля, создает локализованный тепловой поток. на заготовку в непосредственной близости от заостренного конца указанного металлического бурового инструмента-концентратора для получения плазмы и, таким образом, абляции материала заготовки локально в форме горячего сферического шара на заостренном конце сверла указанного металлического бурового инструмента-концентратора.

    6. СВЧ-система бурения по любому из пп.1-5, в которой вес металлического бурового инструмента-концентратора с или без его опорных приспособлений в указанной полости позволяет вставлять заостренный конец указанного металлического бурового инструмента-концентратора после образования плазмы. в материал заготовки с образованием указанной полости / просверленного отверстия, генерируемой микроволнами.

    7. Система микроволнового бурения по п.6, содержащая автоматизированное зависящее от веса проникновение указанного заостренного конца сверла металлического концентратора бурового инструмента в указанную заготовку в зависимости от желаемой глубины сверления.

    8. СВЧ-система сверления по любому из пп.1-7, в которой заготовка размещена относительно опорной платформы для заготовки в указанной полости, а источник электромагнитного излучения включает в себя магнетрон, адаптированный для работы на частоте 2,45 ГГц.

    9. Способ СВЧ-сверления, включающий СВЧ-сверлильную систему по любому из пп.1-8, содержащий

    , обеспечивающий металлический концентраторный сверлильный инструмент по отношению к указанной верхней поверхности заготовки, просверливаемой внутри микроволновой полости;

    применение микроволн в резонаторе для создания высококонцентрированного электромагнитного поля в ближней зоне через сверлильный инструмент внутри микроволнового резонатора;

    концентрирующее микроволновое излучение на заостренном конце сверла металлического концентратора бурового инструмента, расположенного на поверхности сверления заготовки, для создания теплового разноса на заготовке путем формирования плазменного шара в форме горячего сферического шара на наконечнике инструмента таким образом, что ( i) локализованная температура резко возрастает в соответствии с диэлектрическими свойствами материала в непосредственной близости от наконечника и (ii) в материале создается ограниченное горячее пятно, в результате чего происходит локализованное плавление материала заготовки и, таким образом, абляция материала заготовки;

    направляют инструмент внутри заготовки через указанную горячую точку за счет собственного веса с образованием полости (отверстия) после этого.

    10. Способ по п.9, включающий нанесение дополнительного предшественника на поверхность заготовки для управления тепловой турбулентностью плазмы.

    11. Способ по любому из пп.9 или 10, в котором материал заготовки выбирают из мягких материалов, включая материалы на основе мягкого полимера, включая ПММА, и материалы с низкой температурой плавления, до твердых материалов, включая стекло, керамику и диэлектрик (непроводящий ) и тонкость сверления диаметра 0.277 мм.

    12. Способ по любому из пп.10 или 11, осуществляемый с соотношением сторон до 7,22 и требованиями к мощности

    . Описание: ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

    Настоящее изобретение относится к микроволнам на основе микроволн. техника сверления. В частности, настоящее изобретение направлено на разработку системы и способа создания микроотверстий в материалах от мягких материалов на основе полимеров, таких как полиметилметакрилат, до твердых материалов, таких как твердое стекло и керамика, с использованием генерируемой микроволновым излучением плазмы в качестве источника энергии, избегая любого микроволнового излучения. утечка.Настоящая микроволновая технология микробурения будет полезна в области аэрокосмической, автомобильной, МЭМС, биомедицинского и оптического оборудования и способна заполнить промежуток между обычным спиральным сверлом и нетрадиционным лазерным сверлением.

    Уровень техники:

    Сверление микроотверстий является обычным требованием в режиме микропроизводства. Однако доступны ограниченные решения для сверления материалов с широким диапазоном характеристик, особенно хрупких материалов, таких как стекло и керамика, которые широко используются во многих микрокомпонентах.В последнее время наблюдается рост применения электромагнитной энергии (в диапазоне частот от гига герц до терра герц) в обработке материалов. Микроволны эффективно и рационально используются для обработки различных технических материалов, таких как керамика, керамические композиты и полимерные материалы. В последние годы были разработаны технологии обработки различных материалов, включая металлы, с использованием микроволновой энергии в форме соединения и плакирования. Обработка с помощью микроволн, в отличие от лазерной обработки, является сложной задачей из-за, главным образом, (i) характеристик взаимодействия микроволн с материалами, которые значительно различаются в зависимости от свойств материала и динамических условий обработки, и (ii) неадекватного метода настройки и концентрации энергии в необходимом объеме. уровень энергии.

    Принимая во внимание научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, проводимые в области микроволнового бурения, становится очевидным, что С.П. Козырев и др. [Ref. Козырев С.П., Невровский В.А., Сухих Л.Л., Васин В.А., Яшнов Ю.М. (1996). Об обработке керамики СВЧ-разрядом. В разрядах и электрической изоляции в вакууме, Труды IEEE. ISDEIV., XVIIth International Symposium, 2, 1061 — 1064.] было впервые достигнуто локализованное микроволновое излучение с целью разработки разрядной техники для механической обработки некоторых видов диэлектриков, например.г. керамика.

    Локализованное микроволновое облучение в дальнейшем использовалось Эли Джерби и др. [Ref. Патент США № 6 114 676]. В US 676 Eli Jerby et al. раскрывает о микроволновом устройстве и соответствующем способе резки и, в частности, сверления твердого тела из непроводящего материала с использованием микроволнового устройства, которое подает микроволновое излучение, обычно через волновод, в концентратор, причем концентратор выполнен с возможностью концентрировать микроволновое излучение на небольшую область твердого тела, тем самым генерируя достаточно тепла в этой области для разжижения объема материала с образованием отверстия.

    После подачи патента США №

    сообщалось о различных исследованиях, связанных с системой и методологией микроволнового бурения. 6,114,676. Некоторые из этих опубликованных результатов исследований обсуждаются ниже:

    Grosglik, U. et al. [Ссылка: Гросглик У., Дихтяр В., Джерби Э. (2002). Связанная термоэлектромагнитная модель для СВЧ-бурения. European Symposium on Numerical Methods in Electromagnetics, 146 151.] раскрывает теоретическую модель метода микроволнового сверления для сверления твердых непроводящих материалов с помощью локализованной микроволновой энергии.

    Jerby, E. et al. [Ссылка: Джерби, Э., Актушев, О., Дихтяр, В., Лившиц, П., и Армони, Д. (2004). СВЧ-сверла для бетона, стекла и кремния. В Proceeding 4th World Congress Microwave and Radio Frequency Applications, 156–165.] Преподается технология микроволнового сверления, использующая концентрированную микроволновую энергию для выполнения термического сверления в твердых неметаллических материалах и позволяющая вставлять булавки и гвозди, а также выполнять плавки, резки и стыковки.

    Das, S. et al. [Ссылка: Дас, С., и Шарма, А. К. (2012). СВЧ сверление материалов. BARC News Letter, 29, 15 21.] рассказывает о микроволновом сверлении материалов с использованием микроволнового излучения ближнего поля. В данной области техники описаны две установки для СВЧ-сверления материалов: одна — внутри бытовой микроволновой печи, а вторая — через аппликатор коаксиального кабеля.

    Санпанич А. и др. [Ссылка: Санпанич, А., Петсарб, К., Сройкхам, В., Ангханануват, и Фасукки, П. (2013).Исследование микроволновой абляции для термического сверления кости. В серии семинаров, посвященных микроволновым и беспроводным технологиям для биомедицинских и медицинских приложений (IMWS-BIO), IEEE MTT-S International, 1-2.] Моделирует аппликатор СВЧ-сверла для сверления кости с использованием техники микроволновой термической абляции.

    Таким образом, существует значительное количество микроволновых систем бурения и методологий, доступных в преобладающем состоянии техники, однако большинство зарегистрированных микроволновых буровых работ проводится в открытой атмосфере, которая становится автоматическим источником электромагнитного (ЭМ) излучения.Также важно отметить, что существующие методы микроволнового сверления не учитывают успешное сверление материалов с низкой температурой плавления (MP), таких как плексиглас, который имеет большое промышленное значение. Большинство попыток на материалах с низким МП приводили к сжиганию / искажению материала кандидата.

    Таким образом, возникла потребность в разработке новой системы и методики микроволнового бурения, которые должным образом устраняли бы указанное выше ограничение существующей процедуры микроволнового бурения.

    ОБЪЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

    Основной целью настоящего изобретения является разработка системы бурения на основе микроволнового излучения, которая была бы адаптирована для управления процессом бурения, индуцированного микроволновым излучением, избегая любых утечек электромагнитного излучения в открытой среде.

    Другой важной задачей настоящего изобретения является разработка системы и способа сверления на основе СВЧ-излучения, которые могут быть адаптированы для выполнения отверстий в материалах от мягких материалов на основе полимеров, таких как полиметилметакрилат, до твердых материалов, таких как твердое стекло и керамика.

    Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка системы и способа сверления на основе СВЧ-излучения, которые можно было бы адаптировать для создания микроотверстий в объектах с соотношением сторон до 7,22 с минимальными требованиями к мощности.

    Другой целью настоящего изобретения является разработка системы и способа сверления на основе СВЧ-излучения, которые можно было бы адаптировать для выполнения микроотверстий в объектах с минимальной зоной теплового воздействия.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

    Таким образом, согласно основному аспекту настоящего изобретения предоставляется микроволновая система сверления, содержащая

    замкнутый микроволновый резонатор;

    электромагнитный источник, обеспечивающий оперативную связь с упомянутым микроволновым резонатором для генерации электромагнитной волны в микроволновом диапазоне;

    хотя бы один буровой инструмент с заостренным концом для создания концентрированного электромагнитного поля;

    упомянутый металлический концентраторный сверлильный инструмент после воздействия микроволнового излучения, поглощающего микроволновое излучение, для генерации плазмы для создания горячей точки для локализованного плавления материала заготовки и, таким образом, абляции материала на заготовке, чтобы просверлить отверстие в заготовке.

    Согласно другому аспекту настоящей микроволновой буровой системы, буровой инструмент предпочтительно включает металлический концентраторный буровой инструмент, изготовленный из металла или металлических сплавов, предпочтительно из никеля.

    В соответствии с дополнительным аспектом в настоящей СВЧ-системе сверления, заостренный конец сверла указанного металлического бурового инструмента-концентратора касается указанной заготовки, на которой требуется просверлить микроотверстия, которые будут изготовлены для размещения под ней внутри СВЧ-резонатора, чтобы обеспечить безопасность процесса сверления от утечек микроволн.

    В соответствии с еще одним аспектом настоящей микроволновой буровой системы, микроволновая печь, генерируемая электромагнитным источником, создает высококонцентрированное электромагнитное поле в ближней зоне через металлический концентраторный сверлильный инструмент желаемого резонирующего размера внутри микроволнового резонатора.

    В соответствии с дополнительным аспектом настоящей СВЧ-системы сверления металлический концентраторный сверлильный инструмент локализует электромагнитную энергию и, следовательно, горячая точка, образованная на заготовке из-за электромагнитного излучения ближнего поля, создает локализованный тепловой разбег на заготовке на вблизи заостренного конца сверла упомянутого металлического бурового инструмента-концентратора для создания плазмы и, таким образом, абляции материала заготовки локально в форме горячего сферического шара на заостренном конце сверла упомянутого металлического бурового инструмента-концентратора.

    В соответствии с еще одним аспектом настоящей микроволновой буровой системы, вес металлического бурового инструмента с концентратором с или без его опорных приспособлений в указанной полости позволяет вставлять заостренный конец указанного металлического бурового инструмента с концентратором после формирования плазмы в материале заготовки, чтобы сформировать указанную микроволновую полость / просверленное отверстие.

    Согласно другому аспекту настоящая микроволновая буровая система содержит автоматизированное зависящее от веса проникновение указанного заостренного конца сверла металлического концентратора бурового инструмента по отношению к указанной заготовке в зависимости от желаемой глубины сверления.

    В соответствии с дополнительным аспектом настоящей СВЧ-системы сверления заготовка просто поддерживается на опорной платформе для заготовки в указанной полости, а электромагнитный источник включает магнетрон, адаптированный для работы на частоте 2,45 ГГц и 0,05 ГГц.

    В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ СВЧ-сверления, включающий настоящую СВЧ-сверлильную систему, включающую

    , обеспечивающую металлический концентраторный сверлильный инструмент по отношению к указанной верхней поверхности заготовки, просверливаемой внутри микроволновой полости;

    применение микроволн в резонаторе для создания высококонцентрированного электромагнитного поля в ближней зоне через сверлильный инструмент внутри микроволнового резонатора;

    концентрирующее микроволновое излучение на заостренном конце сверла металлического концентратора бурового инструмента, расположенного на поверхности сверления заготовки, для создания теплового разноса на заготовке путем формирования плазменного шара в форме горячего сферического шара на наконечнике инструмента таким образом, что ( i) локализованная температура резко возрастает в соответствии с диэлектрическими свойствами материала в непосредственной близости от наконечника и (ii) в материале создается ограниченное горячее пятно, в результате чего происходит локализованное плавление материала заготовки и, таким образом, абляция материала заготовки;

    направляют инструмент внутри заготовки через указанную горячую точку за счет собственного веса с образованием полости (отверстия) после этого.

    Согласно другому аспекту настоящий способ включает обеспечение дополнительного предшественника на поверхности заготовки для управления тепловой турбулентностью плазмы.

    В соответствии с дополнительным аспектом настоящего способа материал заготовки выбирается из мягких материалов, включая материалы на основе мягких полимеров, включая ПММА, и материалы с низкой температурой плавления, до твердых материалов, включая стекло, керамику и диэлектрик (непроводящий), а также тонкость сверления. возможность диаметра 0.277 мм.

    Согласно еще одному аспекту, настоящий способ выполняется с соотношением сторон до 7,22 и требованиями к мощности

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СОПРОВОЖДАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ:

    На фиг.1 схематично показаны существующие устройства для микроволнового бурения.

    На фиг. 2 схематично показана процедура микроволнового бурения в соответствии с настоящим изобретением.

    На фиг. 3 схематично показан предпочтительный вариант осуществления СВЧ-бурения с использованием концентратора внутри СВЧ-резонатора в соответствии с настоящим изобретением.

    На Рисунке 4 показаны (а) зона теплового воздействия (ЗТВ) вокруг просверленного отверстия и (б) просверленное отверстие в заготовке из плексигласа после его просверливания с использованием существующей системы микроволнового сверления.

    На Рисунке 5 показаны отверстия и диаметр инструмента, используемые в различных методах микроволнового сверления.

    На рисунке 6 показаны мощность и время обработки, используемые в различных методах микроволнового бурения.

    На рисунке 7 показаны длины инструментов, используемых в различных методах СВЧ-сверления.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СО ССЫЛКОЙ НА ЧЕРТЕЖИ:

    Как обсуждалось выше, настоящее изобретение раскрывает новый подход к созданию микроотверстий в заготовке из материалов, начиная от материалов на основе мягких полимеров, таких как ПММА (полиметилметакрилат), до твердые материалы, такие как стекло и керамика, использующие плазму, генерируемую микроволновым излучением, в качестве источника энергии.Более конкретно, настоящее изобретение раскрывает систему и способ для создания микроотверстий / полостей в заготовке с преимущественным использованием локализованного микроволнового излучения для достижения локальной зоны плавления на заготовке.

    Примерный вариант существующей СВЧ-системы бурения показан на прилагаемом рисунке 1. Как показано на рисунке 1, существующая СВЧ-система бурения включает в себя источник, волновод, волновод для коаксиального преобразователя и коаксиальный преобразователь. кабель для микроволнового концентрирования в виде металлического монополя — коаксиальный кабель с открытым концом.В этой существующей конфигурации системы металлический монопольный коаксиальный кабель с открытым концом вызывает воздействие микроволнового излучения, и сверление такой системы на основе микроволнового излучения не подходит для сверления материалов с низкой температурой плавления (MP). Настоящее изобретение раскрывает систему микроволнового бурения с альтернативной и технически усовершенствованной конструкцией для устранения вышеуказанного ограничения существующей системы микроволнового бурения.

    Процедура микроволнового бурения в соответствии с настоящим изобретением схематично показана на фиг. 2.Основные рабочие этапы настоящего СВЧ-сверления включают в себя установку металлического сверлильного инструмента с микроволновым концентратором в закрытом микроволновом аппликаторе или полости вблизи поверхности заготовки, на которой требуется просверлить микроотверстия, и воздействие на концентратор микроволнового излучения для генерирование плазмы для создания горячей точки для локализованного плавления материала заготовки и, таким образом, выборочной абляции материала на заготовке, чтобы таким образом просверлить отверстие в заготовке.

    Далее предлагается ссылка на прилагаемый рисунок 3, на котором показан предпочтительный вариант осуществления настоящей системы микроволнового бурения. Как показано на упомянутом чертеже, вариант осуществления системы бурения на основе микроволн в основном включает в себя закрытый микроволновый резонатор (1) и металлический сверлильный инструмент (2), концентрирующий микроволны.

    СВЧ-резонатор (1) обеспечивает оперативную связь с электромагнитным источником (3), который способен генерировать электромагнитную волну в микроволновом диапазоне.Источник электромагнитного излучения предпочтительно включает магнетрон, адаптированный для работы на частоте 2,45 ГГц. Заготовка или объект (4), на котором будут изготовлены микроотверстия, располагается ниже и поблизости от сверлильного инструмента (2) внутри полости (1). В предпочтительном варианте исполнения заготовку (4) помещают на рабочую опорную платформу (5).

    В настоящей системе микроволны (6) используются для создания высококонцентрированного электромагнитного поля в ближней зоне через сверлильный инструмент (2) подходящего резонирующего размера внутри микроволнового резонатора.

    Металлический концентраторный буровой инструмент (2) в основном представляет собой объект в форме стержня с заостренным концом сверла из металла и / или сплавов для концентрации микроволн на его конце. Заготовка расположена ниже металлического сверлильного инструмента-концентратора (2), обеспечивая, чтобы заостренный конец сверла металлического сверлильного инструмента-концентратора (2) касался поверхности заготовки, на которой требуется просверлить микроотверстия.

    Металлический сверлильный инструмент-концентратор (2) под воздействием микроволнового излучения поглощает и локализует электромагнитную энергию, и, следовательно, из-за электромагнитного излучения ближнего поля на заготовке (4) образуется горячая точка, которая создает локализованный тепловой уход на заготовка (4), локально удаляя материал заготовки, формируя плазменный шар (7) в форме горячего сферического шара на вершине инструмента.

    Абляция приводит к удалению материала заготовки вблизи наконечника концентратора (2). При непрерывном удалении материала из целевой зоны вес металлического бурового инструмента-концентратора с его опорными приспособлениями в полости или без них, позволяет вставлять заостренный конец указанного металлического бурового инструмента-концентратора после формирования плазмы в материале заготовки для образования генерируемой микроволн. полость / просверлить отверстие. Концентратор (2) продолжает работать до достижения глубины отверстия.В предпочтительном варианте осуществления средство подачи связано с концентратором (2), который включает собственный вес концентратора или комбинированный вес с зажимным приспособлением для облегчения автоматического зависящего от веса проникновения заостренного конца сверла по отношению к заготовке в зависимости от сверла. желаемая глубина.

    Механизм сопровождается пробоем плазмы на острие металлического бурового инструмента с концентратором, включающий процесс термического разгона, при котором локализованная температура резко возрастает в соответствии с диэлектрическими свойствами материала вблизи заостренного конца металлического бурового инструмента с концентратором , что создает ограниченное горячее пятно в материале, что приводит к локальному плавлению материала заготовки и, таким образом, к абляции материала заготовки.Инструмент или концентратор вставляется под собственным весом, после чего образуется полость (отверстие).

    В настоящем изобретении металлический концентраторный буровой инструмент внутри микроволнового резонатора действует как поглотитель микроволновой энергии; и формирование области сосредоточенной микроволновой мощности в ближнем поле, которая способствует образованию плазмы, которая взаимодействует с заготовкой, создавая локализованный нагрев. В настоящем изобретении весь процесс бурения осуществляется в замкнутой полости, защищенной от воздействия микроволнового излучения.

    Приложение микроволновой энергии с заранее заданным уровнем мощности формирует плазму на кончике бурового инструмента. Плазма взаимодействует с заготовкой в ​​зоне взаимодействия, создавая на заготовке область горячего пятна. Область горячей точки размягчается, так что инструмент проникает внутрь заготовки. Образуется оболочка области вокруг горячего пятна, на которую косвенно влияет тепло плазмы как на зону теплового воздействия. Локализованное микроволновое излучение и плазма продолжается по длине заготовки для создания полости внутри заготовки.В предпочтительном варианте осуществления на поверхность детали наносят дополнительный прекурсор, чтобы контролировать тепловую турбулентность плазмы.

    В настоящей методике бурения с использованием монопольного концентратора на металлической основе (никель-сталь) для концентрации микроволнового излучения внутри имеющегося в продаже аппликатора мощностью 900 Вт, который при облучении создает плазму на наконечнике (радиус 0,125 м), глубина отверстия более 12 мм может быть достигнуто в течение 4 с (максимум) в материале ПММА и приблизительно за 1 с.Глубина отверстия 2 мм может быть достигнута в более твердых материалах, таких как стекло и керамика.

    Концентратор при непрерывной подаче через специальные средства подачи инструмента или гравитационный механизм создает отверстие за счет удаления материала на пути концентратора. Процесс требует точного позиционирования наконечника концентратора для создания оптимальной плазмы при минимальном воздействии. Низкая потребляемая мощность способствует образованию относительно бездефектных микроотверстий, особенно в материалах, не рассеивающих тепло, таких как стекло и ПММА.Приложение большой мощности имеет тенденцию создавать высокие локальные термические напряжения, которые в конечном итоге вызывают разрушение (растрескивание) материала в зоне плазмы и вокруг нее. Однако проблема растрескивания в значительной степени решается с помощью соответствующих прекурсоров. Этот метод потенциально может обеспечить более быстрое бурение в микрорежиме.

    Испытания данной технологии бурения проводились на (i) перспексе (полиметилметакрилат, ПММА), (ii) натронно-известковом стекле, (iii) керамике и (iv) отходах костей животных.Сверление объектов, имеющих соотношение сторон больше 3 (L / D), достигается в течение 10 секунд за счет подачи энергии микроволн. Возникла узкая зона термического влияния (ЗТВ) вокруг просверленных микроотверстий, хотя она не считалась такой серьезной, как это обычно наблюдается в других процессах, связанных с термическим воздействием. Изображения зоны термического влияния (HAZ) и просверленного отверстия в плексигласе с использованием микроволн и концентратора из легированной стали представлены на прилагаемом рисунке 4. Повторяемость процесса может быть достигнута; дальнейшая характеристика пробуренных скважин, проводятся различные концентраторы.

    Было проведено сравнение со следующей установленной работой по диаметру отверстия, диаметру инструмента, высоте заготовки, мощности и времени.

    Номер метода Год Использованный справочный принцип

    I 2013 Phairoh et al., 2013 FEM-COMSOL (3.5a), Костная абляция

    II 2013 Sanpanich et al., 2013 Микроволны ближнего поля

    III 2012 George et al. 2012 Микроволны ближнего поля

    IV 2012 Меир и Джерби, 2012 FDTD (конечно-разностная временная область) -COMSOL (3.5а), удаление кости.

    V 2007 Herskowits et al., 2007 FEM — ANSYS Multiphysics (ver.10)

    VI 2006 Wang et al., 2006 Микроволны ближнего поля

    VII 2006 Wylie et al., 2006 Микроволны ближнего поля

    VIII 2004 Eshet и др., 2004 г. Микроволны ближнего поля

    IX 2004 г. Джерби и Томпсон, 2004 г. Разница в материалах

    X 2004 г. Джерби и др., 2004 г. FDTD-Simulation

    XI 2003 г. Джерби и др., 2003 г. Thermal Runaway

    XII 2002 г. Яковлев, 2002 Shielding

    XIII 2002 Grosglik et al., 2002 FDTD-Simulation

    XIV 2001 Jerby and Dikhtyar, 2001 Термическое бегство

    XV 1996 Kozyrev et al., 1996 Локальное поглощение микроволновой мощности, затем интенсивное тепловое повреждение лазером.

    Наименьший диаметр отверстия, просверленного с помощью микроволновой энергии, согласно методу Джерби и др., 2004 (Метод X) на Рисунке 5, заявлен как 0,5 мм. Наибольший диаметр просверленного отверстия, о котором сообщалось, составлял 3 мм (Метод-Гросглик и др. ., 2002). Настоящее изобретение позволяет просверлить отверстие размером до 277 микрон с соотношением сторон 7.22. Отношение высоты детали к отверстию, просверленному до изобретения, ограничивалось диапазоном 2. Считалось, что диаметр инструмента составляет всего 0,91 мм, но в настоящем изобретении диаметр инструмента составлял 250 микрон (0,25 мм).

    Мощность, участвующая в бурении на persepx, составляет 90 Вт и меньше, тогда как самая низкая мощность зафиксирована как 100 Вт (Метод-II: Sanpanich et al., 2013) на Рисунке 6. Однако диаметр инструмента и отверстия указаны. верхняя сторона для сверления микроотверстий. Зарегистрированное время обработки — 2.6s из моделирования, о котором никогда не сообщалось экспериментально. Наименьшее зарегистрированное практическое время составляло 5 с, и неизменно в настоящем изобретении утверждается, что время должно быть меньше 4 с.

    Длина микроволнового концентратора как инструмента редко указывается различными исследователями. Однако часть длины концентратора показана на рисунке 7. Длина инструмента при воздействии микроволн зависит от высоты заготовки, через которую инструмент должен проникнуть. Наименьшая высота инструмента для лучшей устойчивости в настоящей работе составляла 1.2 мм. Наименьшая длина инструмента, о которой сообщалось, составляла 7 мм, которая увеличивалась до 150 мм при различных условиях эксплуатации.

    Сравнение настоящего метода с другими методами также резюмируется в следующей таблице 1

    Таблица-1

    Sl № Подробности Настоящий метод Другой метод *

    1. Возможности Наименьшее отверстие диаметром 0,277 мм Наименьшее отверстие диаметр 0,5 мм

    2. Рабочий материал Perspex (Low MP)

    Стеклянная пластина, Керамика (ограниченный успех) Керамика (High MP), Стекло и другие.

    3. Свойства рабочего материала Мягкий, твердый и диэлектрический (непроводящий) Твердый и непроводящий

    4. Соотношение сторон до 7,22

    5. Материал инструмента Никель-сталь Вольфрам

    6. Мощность 90 Вт

    7 Окружающая среда при бурении Внутри закрытого аппликатора (модель: LG SolarDom, 34L), никаких изменений в конструкции аппликатора, следовательно, аспекты безопасности, заявленные оригинальными производителями. Открытая утечка плотности микроволновой мощности * Джерби и Дихтяр, патент США № 6,114,676, 2000 г.

    Эти результаты показывают, что система и способ настоящего изобретения делают микроотверстия в заготовке / объекте намного лучше по сравнению с существующей техникой сверления микроотверстий на основе микроволн. Таким образом, настоящая микроволновая система сверления и метод микроволнового сверления микроотверстий, включающий в себя то же самое, оказались лучше не только с точки зрения более быстрого и точного сверления, но также универсального и разнообразного применения микроволнового сверления для материалов, начиная от мягкого полимера. Материалы на основе ПММА (полиметилметакрилата) и твердые материалы, такие как стекло и керамика, делают настоящую систему более удобной, рентабельной и технически продвинутой и, как предполагается, служат хорошим решением всех проблем, связанных с микроволновым бурением.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *