為了防止民用微波功率干擾無線電通信、廣播、電視和雷達(dá),國際上規(guī)定工業(yè)、科研、醫(yī)療和家用民用微波的頻率為2450MHz。因此,國際微波消解儀使用的頻率基本在2450MHz,工業(yè)微波消解儀和家用微波爐基本都在這個(gè)Hz范圍內(nèi)。
讓我們了解一下微波的特性,這樣我們就可以知道什么物質(zhì)吸收微波了?什么物質(zhì)反射微波?什么物質(zhì)對(duì)微波沒有影響?
(1) 微波吸收物質(zhì):具有極性小微物質(zhì)的材料會(huì)吸收微波(損耗系數(shù)大的材料),如水、酸等。它們的小微物質(zhì)具有偶極矩(即小微物質(zhì)的正負(fù)電荷中心不重合)。在微波場中,極性小微物質(zhì)迅速改變方向,并隨著微波的頻率來回旋轉(zhuǎn),這使得小微物質(zhì)相互碰撞和摩擦,吸收微波動(dòng)能并提高溫度。我們吃的食物含有水分。水是強(qiáng)極性小微物質(zhì),因此可以在微波爐中升溫。
(2) 反射微波的材料:金屬材料不吸收微波,只反射微波。例如銅、鐵、鋁等。金屬(不銹鋼板)用作微波爐的爐床,在升溫材料上來回反射。不要將金屬容器放入微波爐。反射的微波會(huì)損壞磁控管。
(3) 材料穿透微波:絕緣體可以通過微波。它們幾乎不吸收微波動(dòng)能。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、石英、紙張等。它們對(duì)微波是透明的,微波可以穿透它們并向前傳播。這些物質(zhì)不吸收微波動(dòng)能,或者吸收很少的微波動(dòng)能。物質(zhì)的微波吸收強(qiáng)度基本上與其復(fù)介電常數(shù)有關(guān),即損耗因子越大,微波吸收能力越強(qiáng)[2]。家用微波爐容器大多是塑料制品。微波密閉消解展示物溶解罐所用材料為聚四氟乙烯、工程塑料等。
微波升溫是一種直接體積升溫方法。微波可以滲透到測試溶液的內(nèi)部。在展示物的不同深度,微波可以在任何地方產(chǎn)生熱效應(yīng),這不僅使升溫越快,而且越均勻。升溫時(shí)間大大縮短,比傳統(tǒng)升溫方式越快、越。例如,在微波(2450MHz,800W)的作用下,氧化物或硫化物可以在1分鐘內(nèi)升溫到數(shù)百攝氏度。另一個(gè)例子是,1.5g Mn02可以在650W微波中升溫1分鐘至920K,這表明升溫速度非常快。在傳統(tǒng)的升溫模式(熱輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流)中,熱能的利用率低,許多熱量被釋放到周圍環(huán)境,而微波升溫直接作用于材料的內(nèi)部,從而提高了動(dòng)能利用率。
微波消解儀的應(yīng)用:此外,微波有機(jī)合成由于其應(yīng)用優(yōu)勢將取代傳統(tǒng)的合成方法。對(duì)于原子吸收光譜儀、原子熒光光譜儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、電感耦聯(lián)等離子體質(zhì)譜儀、液相色譜儀、氣相色譜儀等分析儀器的展示物制備,越來越多的實(shí)驗(yàn)室采用微波展示物處理系統(tǒng)來代替耗時(shí)、,費(fèi)力且污染嚴(yán)重的方法。
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