초록 ▼

○ 전파를 이용하여 가열하는 방법을 “전자파가열”이라 하며 여기에는 주파수 대역에 따라 50/60Hz의 저주파가열, 100~1000KHz의 고주파가열, 1~300MHz의 유전가열, 300MHz~300GHz의 마이크로파가열이 있다. 마이크로파 중에서 통신용을 제외하고 일반산업용에 쓰이는 주파수는 915MHz와 2.45MHz로서 가정용 전자레인지가 이 주파수대역을 사용한다.

○ 마이크로파가열의 원리는 고주파전계에서 나타나는 유전손실을 이용하는 것이다. 즉 유전체의 비유전율은 로 나누어지고 주파수()의 전기장(E)

○ 전파를 이용하여 가열하는 방법을 “전자파가열”이라 하며 여기에는 주파수 대역에 따라 50/60Hz의 저주파가열, 100~1000KHz의 고주파가열, 1~300MHz의 유전가열, 300MHz~300GHz의 마이크로파가열이 있다. 마이크로파 중에서 통신용을 제외하고 일반산업용에 쓰이는 주파수는 915MHz와 2.45MHz로서 가정용 전자레인지가 이 주파수대역을 사용한다.

○ 마이크로파가열의 원리는 고주파전계에서 나타나는 유전손실을 이용하는 것이다. 즉 유전체의 비유전율은 로 나누어지고 주파수()의 전기장(E)이 인가되면 1초당 의 에너지가 열로 방출된다. 따라서 ε‘’와 가 클수록 효과적으로 가열된다. 그러나 전자파의 침투깊이는 가 클수록 감소하여 표면부만 가열되므로 상용으로는 2.45GHz가 이용된다.

○ 마이크로파가열은 내부까지 단시간에 가열할 수 있고 가열효율이 높으며(인가전력의 80%), 복잡한 형상도 균일하게 가열되고 온도제어가 용이하며 밀폐가열이 가능한 점 등의 장점이 있다. 따라서 전자레인지, 건조기, 살균장치 등 식품공업용 장치를 비롯하여 유기합성, 분석기기 등에 널리는 이용되고 있다.

○ 전도체인 금속재료의 경우 표면층에서 발생하는 유도전류 때문에 전자파의 침투가 제한되어 마이크로파의 공업적 응용은 지체되어 왔다. 그러나 유전율이 큰 세라믹재료의 소결에 이용하면 급속 승온에 의한 입자성장의 억제로 소결구동력이 증가하고, 입자표면이 활성화되어 소결이 촉진되며 격자진동으로 확산속도가 빨라지는 이점이 있다.

○ 최근 금속박막이나 금속분말의 가열수단으로서 유용성이 보고 되고 있으며 본고에서는 응용분야로서 ①소결체 및 복합재료의 제조, ②PZT 박막의 결정화, ③탄화물, 질화물의 제조, ④중금속 폐기물의 안정화처리, ⑤수소저장합금의 수소방출 촉진 등을 열거하고 있다. 아직은 실험연구 또는 아이디어 차원의 제안단계에 있으나 마이크로파가열의 장점을 활용하는 방향에서 실용화가 이루어질 것으로 기대된다.

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