微波化学反应用聚四氟乙烯容器的透波性能

作者：魏聪; 尚小标^*; 张富程; 刘美红; 白永珍; 李广超; 肖利平; 翟迪; 陈君若

来源：化工进展, 2021, 40(07): 3862-3869.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1586

• 微波化学
• 聚四氟乙烯
• 容器
• 介电特性
• 透波性能

因聚四氟乙烯(PTFE)具有较低的复介电常数,其作为透波材料而被广泛用作微波化学反应用容器。透波材料的介电特性和透波性能对微波化学反应的速率和效果具有重要影响。本研究首先利用谐振腔微扰法测量了PTFE在23～250℃范围内的复介电常数,并分析了该材料介电属性的温度特性;其次,基于电磁波传输原理,计算了该材料受到不同因素影响下的功率透过系数(T2),并对该材料的透波性能进行了分析。研究表明,随着温度的增加,PTFE的介电常数逐渐减小,损耗正切逐渐增大,但是二者变化幅度较小;在水平(TM)极化中存在一个布儒斯特角θB,当微波以该角度入射时会发生全透射现象;TM极化下的T2随着入射角的增大先增大后减小,垂直(TE)极化下的T2随着入射角的增加而减小,TM极化下的整体透波性能要优于TE极化;随着容器壁厚的增加,透波性能波动变化,存在极大值和极小值;在相同容器壁厚范围内(0～0.1m),2450MHz频率下对应高透波性能的厚度值要多于915MHz。研究还表明,微波入射角度较小时,PTFE的T2始终保持在0.87～0.99之间,透波性能较好。最后给出了微波以不同频率入射时PTFE的优选壁厚以供实际应用过程中进行参考。

• 单位
  昆明理工大学; 机电工程学院