автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Исследование и разработка СВЧ устройств термообработки материалов в режиме бегущей волны

На правах рукописи

ЛОИК ДМИТРИЙ АНДРЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СВЧ УСТРОЙСТВ ТЕРМООБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ В РЕЖИМЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ

Специальность 05.12.07 - Антенны, СВЧ устройства и их технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

2 6 НОЯ 2009

003484884

Работа выполнена на кафедре: "Лазерные и микроволновые информационные системы" Московского государственного института электроники и математики (технического университета) и в отделе: "СВЧ техники и технологий" Научно-исследовательского института перспективных материалов и технологий Московского государственного института электроники и математики (технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Нефедов Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Петров Александр Сергеевич;

кандидат технических наук Титов Андрей Петрович

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт имени В.И.Ленина" (ФГУП "ВЭИ" им. В .И. Ленина), г. Москва.

Защита состоится "10" декабря 2009 года в [ хЭ часов на заседании диссертационного совета Д.212.133.06 Московского государственного института электроники и математики (Технический университет) по адресу: 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ (ТУ). Автореферат разослан " Ь " 1 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.212.133.06, )

к.т.н., профессор ( Н.Н. Грачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Использование энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот для целей термообработки диэлектрических материалов позволяет осуществить интенсивные, безотходные, энергосберегающие и

экологически чистые технологии [1* —4*].

тенденции развития микроволновых технологий направлены на производство новых высокопрочных конструкционных и строительных материалов из стеклопластиков, композиционных материалов и полимеров.

Сложность реализации таких технологических процессов обусловлена следующими факторами:

1. Прочностные характеристики получаемых изделий требуют полноты реакции полимеризации в малом интервале значений температуры. Для большинства технологических процессов полимеризации необходимо, чтобы разброс температуры AT не превышал 10% [1 *];

2. Повышение надежности, долговечности и прочности материалов связано с увеличением значений толщин (et) и диаметров (0) получаемых

изделий [Г]. В настоящей работе поставлена задача увеличения значений толщин и диаметров материалов не менее чем в два раза (d, 0 > 0,3- Я), по сравнению с достигнутыми значениями (d, 0 <, 0,15-Я) к настоящему

времени по отношению к длине волны источника СВЧ энергии (Я);

3. Эффективный и равномерный нагрев материалов на основе полимерных связующих, которые характеризуются низким коэффициентом

диаметров материалов 0 > 0,3-Я), наиболее целесообразно реализовать с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот и при расчетах технологических режимов термообработки можно не учитывать

4. Для высокой производительности технологического процесса термообработки материалов, в том числе и для материалов с малыми диэлектрическими потерями (г" <0,1), как показано в многочисленных

Анализ научных публикаций показывает [1*—4*], что современные

теплопроводности

увеличенными значениями толщин и

эффект теплопроводности [3*];

научных публикациях [3* - 4*], целесообразно использовать СВЧ устройства

на основе волноводных или замедляющих систем в режиме бегущей волны.

Актуальность постановки диссертационной работы обусловлена тем, что необходимо разработать новые конструкции СВЧ устройств равномерного нагрева материалов с низкой теплопроводностью и требуемыми размерами поперечных сечений, а также разработать модели и методы их расчета для использования в технологических процессах производства современных конструкционных и строительных материалов в различных отраслях промышленности.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка новых высокоэффективных сверхвысокочастотных устройств термообработки материалов в режиме бегущей волны, а также моделей и методов их расчета для использования в технологических процессах производства современных конструкционных и строительных материалов.

Цель достигается путем:

- разработки новых конструкций СВЧ устройств термообработки листовых (стержневых) материалов с разбросом температуры не более 10%, с малой

(диаметров) (4 0 £ 0,3-Я);

- разработай новых конструкций СВЧ устройств типа бегущей волны для равномерного и высокоэффективного нагрева труб с малыми диэлектрическими потерями {е" < ОД) и увеличенными значениями диаметров (0 > 0,3-Л) в периодическом режиме;

- разработки модели и метода расчета распределения температуры по объему диэлектрических материалов в СВЧ устройствах в режиме бегущей волны.

Методы исследования

Теоретические исследования проведены с использованием математических аппаратов электродинамики; теории электромагнитного поля; теории электрических цепей и метода эквивалентных схем.

теплопроводностью

увеличенными значениями толщин

Экспериментальные исследования проведены на конкретных конструкциях СВЧ устройств:

- волноводного типа (прямоугольного на волне типа Ню и круглого на волне типа £01);

- одномерно-периодических замедляющих систем штыревого типа со связками и типа диафрагмированный волновод;

- двумерно-периодических замедляющих систем с изменяющимися параметрами (периодом) в направлении распространения бегущей волны.

Достоверность научных положений, выводов, рекомендаций, а также корректность разработанных эквивалентных моделей, подтверждается путем сравнения результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также их сравнением с результатами исследований, опубликованными ранее в отечественных и зарубежных научных публикациях, результатами внедрения разработанных СВЧ устройств в технологические процессы.

На защиту выносятся:

1. Метод построения СВЧ устройств на основе сочетания волноводных секций и секций на основе замедляющих систем в режиме бегущей волны с поперечным взаимодействием, обеспечивающий равномерный нагрев листовых материалов, толщиной {<1 > 0,3->1) за счет суперпозиции характеристик распределения температуры в материале (разброс температуры в материале не превышает 7%);

2. Метод построения СВЧ устройств на основе сочетания волноводных секций и секций на основе замедляющих систем в режиме бегущей волны с продольным взаимодействием, обеспечивающий равномерный нагрев стержневых материалов, диаметром (0 £ 0,3-Л) за счет суперпозиции характеристик распределения температуры в материале (разброс температуры в материале не превышает 7%);

3. СВЧ устройство периодического типа термообработки диэлектрических труб, диаметром (0 > 0,3-Л) с малыми диэлектрическими потерями (г* ¿0,1) обеспечивающее разброс температуры в материале не более 6% за счет использования двумерно-периодической замедляющей

системы с переменными параметрами в направлении распространения бегущей волны;

4. Модель и метод расчета характеристик распределения температуры в материале в виде нагруженной длинной линии, обеспечивающие расхождение теоретических и экспериментальных характеристик распределения температуры в материале не более 6% за счет учета линейной зависимости диэлектрических параметров материала от температуры.

Практическая ценность результатов диссертации:

1. Разработаны новые конструкции СВЧ устройств равномерного нагрева диэлектрических материалов, которые позволяют реализовать высокоэффективные, энергосберегающие и экологически чистые технологические процессы производства современных конструкционных и строительных материалов.

2. Использование моделей и методов расчета устройств СВЧ нагрева в режиме бегущей волны позволяет рассчитать необходимое распределение температуры в диэлектрических материалах, удовлетворяющее требованиям технологического процесса.

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Предложен, теоретически и экспериментально обоснован метод построения СВЧ устройств, формирующий равномерное распределение температуры в листовых диэлектрических материалах низкой теплопроводности, толщиной материала (с/ >0,3" Я) в режиме бегущей волны с поперечным взаимодействием. СВЧ устройство состоит из секций волноводного типа, обеспечивающих максимальное значение температуры в центре материала, и секций замедляющих систем, обеспечивающих максимальное значение температуры на поверхности материала, суперпозиция распределения температуры от различных секций обеспечивает разброс температуры в материале, удовлетворяющий требованиям технологического процесса;

2. Предложен, теоретически и экспериментально обоснован метод построения СВЧ устройств, формирующий равномерное распределение температуры в диэлектрических материалах круглого поперечного сечения малой теплопроводности, диаметром (0 £ 0,3-Я) в режиме бегущей волны с

продольным взаимодействием. СВЧ устройство состоит из секций волноводного типа, обеспечивающих максимальное значение температуры в центре материала, и секций замедляющих систем, обеспечивающих максимальное значение температуры на поверхности материала, суперпозиция распределения температуры от различных секций обеспечивает разброс температуры в материале, удовлетворяющий требованиям технологического процесса;

3. Разработано СВЧ устройство равномерного нагрева труб диаметром (0 = 0,5-Л) с малыми диэлектрическими потерями (г* = 0,02) на основе двумерно-периодической замедляющей системы с переменными параметрами в направлении распространения бегущей волны;

4. Разработана модель и метод расчета распределения температуры по поперечному сечению материалов при условии, что значение комплексной части относительной диэлектрической проницаемости материала имеет линейную зависимость от температуры.

Реализация результатов диссертационной работы:

Результаты диссертационной работы нашли применение в опытно-конструкторской работе, выполненной в ЗАО НТЦ "Альфа-1"; пяти научно-исследовательских работах, выполненных в ГНУ НИИ Перспективных материалов и технологии МИЭМ (ТУ) и ГОУВПО МИЭМ (ТУ); внедрены в учебный процесс ГОУВПО МИЭМ (ТУ).

Результаты внедрения диссертационной работы подтверждены соответствующими актами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

на научных семинарах кафедры «Лазерные и микроволновые информационные системы» Московского государственного института электроники и математики;

- на научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ;

- на IX межвузовской научной школе молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", 24-25 ноября 2008 года, МГУ;

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения». Саратов, 24-25 сентября 2008 г.

Публикации. По теме диссертации сделано 9 научных докладов на отечественных и международных научных конференциях, опубликовано 12 статей, выпущено 5 научно-технических отчетов, получено 2 патента РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Имеет общий объем 170 страниц, в том числе 34 рисунка, 4 таблицы, 134 наименований списка использованных источников на 12 страницах, 4 страницы приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулирована научная задача, на решение которой направлена диссертационная работа. Сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость результатов диссертационной работы, изложены основные научные положения, выносимые на защиту. Показаны основные достоинства использования сверхвысокочастотных технологий термообработки диэлектрических материалов. Определены конкретные задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной в настоящей диссертационной работе цели.

В первой главе: "Современные тенденции развитая СВЧ технологий и СВЧ устройств термообработки материалов " представлены результаты анализа современных материалов международных конференций [1*-4*], посвященных проблемам СВЧ технологий термообработки материалов.

Рассмотрены наиболее перспективные направления развития СВЧ технологий, в частности: энергетическая эффективность микроволновых технологий; термообработка керамики, полимеров, стеклопластиков и композиционных материалов. Особое внимание уделяется направлениям применения СВЧ энергии, в которых сочетается экономическая

эффективность с экологией технологического процесса при улучшении характеристик получаемых изделий. Оценку эффективности применения СВЧ технологий производят по следующим критериям [2*- 4*]: сравнение с энергетической эффективностью других технологий; сокращение энергетических затрат в СВЧ технологиях; оценка капитальных затрат на оборудование для реализации СВЧ процессов; оценка эффективности использования производственных площадей.

Внимание разработчиков СВЧ устройств и технологий термообработки диэлектрических материалов уделяется решению наиболее актуальной научной задачи, связанной с уменьшением разброса температурного поля в обрабатываемых материалах. В подавляющем большинстве научных докладов и публикаций показано на конкретных примерах, что именно разброс температурного поля определяет характеристики получаемых изделий

Представлены основные конструкции СВЧ устройств с поперечным взаимодействием термообработки листовых материалов в режиме бегущей волны, как на основе систем волноводного типа, так и на основе одномерно и двумерно-периодических замедляющих систем. Показано, что толщина обрабатываемого материала не превышает значений (с? < 0,15-Я) при условии, что разброс температуры по толщине листового материала не

превышает 10% [1* — 4*].

Представлены конструкции СВЧ устройств в режиме бе1ущей волны с продольным взаимодействием для термообработки диэлектрических стержней и труб на основе волноводных и замедляющих систем, и показано, что диаметр обрабатываемого материала не превышает значения (0 ^ 0,15-Л) при условии, что разброс температуры по диаметру материала не превышает 10% [2*-4*].

Приведены результаты анализа конструкций СВЧ устройств на основе волноводных и замедляющих систем с переменными параметрами в направлении распространения бегущей волны для равномерного нагрева материалов в периодическом режиме. Показано, что одной из актуальных задач в этой области является разработка СВЧ устройств, предназначенных

для высокоэффективной термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями в периодическом режиме [2*- 4*].

На основе анализа опубликованных научных работ описаны преимущества термообработки диэлектрических материалов с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот по сравнению с традиционными методами термообработки материалов. С точки зрения классической физики рассмотрены процессы взаимодействия электромагнитного поля сверхвысоких частот с материалом, приводящие к поглощению энергии поля в материале с учетом макроскопических свойств диэлектрической среды.

Представлен вывод значений постоянных затухания для волноводных и замедляющих систем в режиме бегущей волны, расположенных в изотропной среде с диэлектрическими потерями. Дано обоснование выбора конструкции источника СВЧ энергии для установок равномерного и эффективного нагрева диэлектрических материалов.

Во второй главе: " СВЧ устройства термообработки материалов с поперечным взаимодействием " поставлена и решена задача уменьшения разброса температурного поля в листовых материалах с толщиной

(</^ 0,3 • Я)малой теплопроводности [^<0,2 | в режиме бегущей

V °К-м)

волны.

Предложен метод построения СВЧ устройств равномерного нагрева листовых материалов толщиной (с1 > 0,3 • X), который основан на следующих положениях:

- СВЧ устройство состоит из двух модулей, а каждый модуль из одинаковых по конструкции и параметрам секций, энергия электромагнитного поля в которых распространяется во взаимно-противоположных направлениях, перпендикулярно направлению движения листового материала;

- секция СВЧ устройства состоит из электродинамической системы, которая с одной стороны согласована с источником СВЧ энергии, а с другой стороны согласована с водяной нагрузкой, в которой расположен датчик прохождения мощности для контроля технологического процесса;

- первый и второй модуль в направлении движения материала имеют электродинамические системы, свойства которых создают

взаимодополняющие распределения температуры по толщине материала и за счет принципа суперпозиции достигается постоянное значение температуры в материале после прохождения СВЧ устройства.

На рис. 1 представлено продольное сечение СВЧ устройства с поперечным взаимодействием для создания равномерного распределения температуры по толщине в листовых диэлектрических материалах. Ь

1 Х1 2 2

Рис. 1. Продольное сечение СВЧ устройства типа бегущей волны для равномерного нагрева листовых диэлектрических материалов. 1 - волновод, 2 - замедляющая система, 3 - листовой материал, V- скорость движения материала, (1 - толщина листового материала, а - размер широкой стенки волновода, Ь - размер узкой стенки волновода.

Первый модуль образован двумя волноводными секциями на основном типе волны #10 и обеспечивает максимальное значение температуры в центре материала, а второй модуль состоит из четырех секций на основе замедляющих систем, который обеспечивает максимальное значение температуры на поверхности материала.

Модель и метод расчета распределения температуры в материале для полноводных секций представлен в виде нагруженных длинных линий и учитывает изменение диэлектрических параметров материала от координаты и температуры.

Распределение температуры в материале Т\{г,у) после прохождения первой волноводной секции модуля (источник слева) имеет вид:

Тх{2,у)=Ти{2,у)+-

г-Рес-а*

л-у

--Ъая*. (1)

Сд-Рд'Бп.с.

Распределение температуры в материале после прохождения

первой волноводной секции модуля (источник справа) имеет вид:

ГЯМ«Г,М+--с &

где

2-а-Л-Л

Функции /^(г) и описывают зависимость диэлектрических

параметров материала от температуры и координаты г в направлении распространения бегущей волны; I - ширина обрабатываемого материала;

мощность источника СВЧ энергии; аю>аа - значения постоянных затухания при начальной и конечной температуры материала вдоль координаты сд . теплоемкость материала; Рд - плотность материала; х - время прохождения материалом секции устройства СВЧ нагрева.

Предложена модель и метод расчета распределения температуры в материале для СВЧ устройств на основе замедляющих систем в виде нагруженных длинных линий, как в направлении оси 2, так и в направлении оси У, учитывающая изменение диэлектрических параметров материала от температуры и координат.

Распределение температуры в материале Т\(?>у) после прохождения для двух первых секции замедляющих систем (источник снизу) имеет вид:

цМ-г-М". <3)

Распределение температуры в материале Тг(г,у) после прохождения двух следующих секций СВЧ устройства на основе замедляющих систем (источник сверху) имеет следующий вид:

Бп.с.'Сд-Рд

где

л к'е' » ^ С ? ,2* . 2я-

V кзам 4-кзам * Азам

Функции /+{у) и /_(у) описывают зависимость диэлектрических параметров материала от температуры и координаты У в направлении распространения бегущей волны; - коэффициент замедления;

аиу аку - значения постоянных затухания при начальной и конечной температурах материала в направлении оси У; площадь поперечного сечения материала.

На рис. 2 представлены теоретические (1) и экспериментальные (2) характеристики распределения температуры по толщине материала после прохождения СВЧ устройства.

щ

Ряс. 2. Теоретические (1) и экспериментальные (2) характеристики распределения температурного поля по толщине материала после прохождения СВЧ устройства.

Максимальный разброс температуры по толщине листового материала составил не более 9% при толщине материала (</ - 0,33 - Л), а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик распределения температуры по толщине материала не превышает 7%.

В третьей главе: "Разработка СВЧ устройств термообработки материалов с продольным взаимодействием" решена задача уменьшения

разброса температурного шля в материалах круглого поперечного сечения

/ Л

диаметром (0^ 0,3 - Я) низкой теплопроводности Яу < 0,2-- в режиме

V. °К-м)

бегущей волны.

Предложен метод построения СВЧ устройств равномерного нагрева по поперечному сечению стержневых и цилиндрических материалов большого диаметра (0£ 0,3 • Л) и малой теплопроводностью. Метод основан на том, что энергия электромагнитного поля сверхвысоких частот распространяется в направлении движения материала, а СВЧ устройство состоит из последовательно включенных секций волноводного типа и замедляющих систем, которые обеспечивают суперпозицию распределения температуры по поперечному сечению материалов, удовлетворяющую требованиям технологического процесса.

На рис. 3 представлено продольное сечение СВЧ устройства равномерного нагрева по поперечному сечению стержневых материалов, которое состоит из двух секций. Первая секция СВЧ устройства выполнена в виде круглого волновода работающего на основном типе волны £01 и обеспечивающего максимальное значение температуры в центре диэлектрического стержня, а вторая секция выполнена в виде диафрагмированного волновода, обеспечивающего максимальное значение температуры на поверхности стержня.

Рис. 3. Поперечное сечение СВЧ устройства термообработки диэлектрических стержней и труб: 1 - круглый волновод (01 =100мм); 2 - диафрагмированный волновод; 3 - стержень (02 = 40мм); У - скорость движения материала.

Модель и метод расчета распределения температуры в материале для волноводной секции и для секции в виде замедляющей системы представлены в

виде нагруженных длинных линии и учитывает изменение диэлектрических параметров материала от температуры и координат.

Распределение температуры в материале после прохождения

секции в виде круглого волновода на волне типа ЕйХ (источник слева) имеет вид:

Т1{г,г) = Тя{?,г)+

(5)

где

к2-8"н к2 -е" . , , (у.Л2

Распределение температуры в материале ТгМ после прохождения секции СВЧ устройства в виде диафрагмированного волновода (источник слева) имеет вид:

т^М-г.М+л.^-/Лг)]-Г.«-'«(6)

Лл.с. -Сд'Рд

где

/Лг) =

а^-^-а^-е-2«»'-

Теоретические и экспериментальные характеристики распределения температуры по поперечному сечению диэлектрического стержня после прохождения двух секций СВЧ устройства представлены на рис. 4.

77Г„

1.10 1,05 1,00 0,95 0,90 0,85

—-м

>

/ N 2 ' Ч

г, им

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Рис. 4. Теоретические (I) и экспериментальные (2) характеристики распределения температуры по поперечному сечению диэлектрического стержня после прохождения двух секций СВЧ устройства.

В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований распределения температуры по толщине для диэлектрических труб. Разброс температуры по поперечному сечению исследуемых материалов не превышал 9% при диаметре стержней (0 = 0,33 • Я) и труб (0 = 0,5 • Л ).

Расхождение теоретических и экспериментальных распределений температуры в материале стержней и труб не превышало 10%, как по длине, так и по поперечному сечению.

Предложена новая конструкция СВЧ устройства для эффективной термообработки стержней и труб из материалов с малыми диэлектрическими потерями (е" ¿0,1), отличительная особенность которых состоит в том, что вторая секция СВЧ устройства выполнена в виде двумерно-периодической замедляющей систем [2*].

В четвертой главе: " СВЧ устройства термообработки неподвижных материалов в режиме бегущей волны" поставлена и решена задача уменьшения разброса температуры в трубах, диаметром (0 £0,3-Л) с малыми диэлектрическими потерями {е" < 0,1).

Разработано СВЧ устройство периодического действия на основе двумерно-периодической замедляющей системы, которое характеризуется переменным периодом в направлении распространения бегущей волны

для термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями (е* = 0,02).

На рис. 5 представлено поперечное сечение СВЧ устройства периодического действия для термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями.

В качестве электродинамической системы используется замкнутая в цилиндр конструкция двумерно-периодической замедляющей системы. В азимутальном направлении электродинамическая система характеризуется

постоянным периодом ^у. В этом направлении устанавливается стоячая замедленная волна.

Модель расчета распределения температуры в материале трубы СВЧ устройства типа бегущей волны выбрана в виде нагруженной длинной линии.

Рис. 5. Продольное сечение СВЧ устройства периодического действия для термообработки диэлектрических труб. 1 - источник СВЧ энергии, 2 - водяная нагрузка, 3 - двумерно-периодическая замедляющая система, 4 - обрабатываемая труба, S - двойные связки, 6-индуктивная диафрагма, 7-проводники линии, 01-внешний диаметр трубы, 02 - внутренний диаметр трубы, £ - длина диэлектрической трубы.

Постоянное распределение температуры T(z) трубы в направлении распространения энергии электромагнитного поля может быть получено при условии, что период двумерно-периодической замедляющей системы Lz(z) в направлении распространения бегущей волны меняется по определенному закону:

k2lAz\e' ----* —z

= const»

(7)

Т\?)-Тиач\г)+--——^-2~--е

<рг- 2я-(Лд-гд)-сд-рд

где: Тиач{г) - начальная температура диэлектрической трубы; фг - фазовый сдвиг, приходящийся на период системы

- внешний диаметр трубы; гд -внутренний диаметр трубы. Для удовлетворения уравнения (7) необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие:

ш

4(о)'

9г

= 1-

(8)

Уравнение (8) описывает закон изменения периода двумерно-периодической замедляющей системы в осевом направлении, то есть в направлении распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот.

Материал трубы и основные параметры электродинамической системы имели следующие значения: s" = 0,02; Rd = 30мм; rä — 28мм • Л - 12,24см; I = 200мм; <pz = 0,2 • я; 4(о) = 20лш; Lz(e) = 30мм.

На рис. 6 представлены теоретические и экспериментальные характеристики распределения температуры в материале трубы.

Т/То

1,02

1,00 0,98

0,96

1лллл1

ГУ XXX

о,с 5 0,1 0 0,15 0,2

Z,m

Рис. 6. Теоретические и экспериментальные характеристики распределения температуры в диэлектрической трубе для СВЧ устройства, конструкция которого представлена на рис. 5. ХХХХ^ - фоном обозначена область экспериментальных значений.

Разброс температурного поля составил не более 6%, а расхождение рассчитанных и измеренных характеристик распределения температурного поля в материале трубы не превышало 5% при диаметре (0 = 0,5- Л).

В Заключении сформулированы основные результаты работы.

Основным итогом диссертационной работы является решение актуальной научной задачи в области создания высокоэффективных СВЧ устройств, формирующих равномерное распределение температуры в материалах с малой теплопроводностью и различными диэлектрическими потерями. При решении

поставленной задачи в работе разработаны модели, методы расчета, а также научно обоснованные технические решения, которые позволили создать новые СВЧ устройства и реализовать высокоэффективные технологические процессы термообработки материалов с различными диэлектрическими потерями. Особенностью работы является ее прикладная направленность, позволившая использовать полученные теоретические и экспериментальные результаты для решения конкретных научно-практических задач.

Основные результаты работы:

1. Разработан метод построения СВЧ устройств равномерного распределения температуры в листовых диэлектрических материалах толщиной (с! > 0,3 • Я), основанный на том, что в качестве нагревательных элементов СВЧ устройства используются секции волноводных и замедляющих систем с поперечным взаимодействием и суперпозиции характеристик распределения температуры по толщине материала;

2. Разработана модель и метод расчета СВЧ устройств с поперечным взаимодействием для термообработки листовых материалов толщиной (с! > 0,3 ■ Л) малой теплопроводности, при этом максимальный разброс температуры по толщине материала не превышает 8%, а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик не превышает 7%;

3. Разработан метод построения СВЧ устройств равномерного распределения температуры диэлектрических материалах в виде стержней и труб диаметром (0 > 0,3-Л), основанный на том, что в качестве нагревательных элементов СВЧ устройства используются секции волноводных и замедляющих систем с продольным взаимодействием и суперпозиции характеристик распределения температуры по поперечному сечению материала;

4. Разработана модель и метод расчета СВЧ устройств термообработки стержней и труб диаметром (0 >0,3-А) малой теплопроводности с продольным взаимодействием, при этом максимальный разброс температуры по поперечному сечению материала не превышает 8%, а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик не превышает 7%;

5. Разработано СВЧ устройство равномерного нагрева труб с малыми диэлектрическими потерями периодического действия в режиме бегущей

волны на основе секции двумерно-периодической замедляющей системы с переменными параметрами;

6. Разработана модель и метод расчета СВЧ устройства термообработки труб, диаметром (0 = 0,5-Л) периодического действия в режиме бегущей волны, при этом максимальный разброс температурного поля по объему материала не превышает 6%, а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик не превышает 5%.

Основные результаты диссертации опубликованы в статьях:

1. Лоик Д.А., Шахбазов С.Ю., Нефедов М.В., Никишин Е.В., Никишев А.О. "Измерение распределения температурного поля материалов в резонаторах сложной формы" //Измерительная техника,. № б, 2008, стр. 56-59.

2. Лоик ДА, Шахбазов С.Ю., Нефедов М.В., Никишин Е.В., Никишев А.О. "Измерение распределения температурного ноля по толщине листовых материалов в СВЧ - устройствах типа бегущей волны" //Метрология,. № 5, 2008, стр. 38-44.

3. Лоик ДА., Мамонтов A.B., Назаров И.В., Нефедов В.Н. "Измерение температуры труб с малыми диэлектрическими потерями в СВЧ устройствах типа бегущей волны". Метрология, № 4,2009, стр. 42-46.

4. Лоик ДА., Мамонтов A.B., Назаров И.В., Нефедов В.Н. "Концепция построения СВЧ устройств равномерного нагрева листовых материалов". Измерительная техника, № 3,2009, стр.58-59.

5. Лоик Д.А., Шахбазов С.Ю., Назаров И.В., Нефедов В.Н., Филимонов В.А. "Использование концентрированных потоков СВЧ энергии для термообработки листовых диэлектрических материалов". Труды YIII межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", МГУ, 2007 г., стр. 74-80.

6. Лоик Д.А., Мамонтов A.B., Никишин Е.В., Нефедов М.В., Нефедов В.Н. "Полимеризация стеклопластиковых труб с использованием концентрированных потоков СВЧ энергии". Труды IX межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", МГУ, 2008 г., стр. 45-49.

7. Лоик Д.А., Шахбазов С.Ю., Назаров ИВ., Нефедов В.Н. "Использование концентрированных потоков СВЧ энергии для термообработки листовых диэлектрических материалов". Труды IX межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в

космической технике, электронике, экологии и медицине", МГУ, 2008 г., стр. 50-54.

8. Лоик Д.А., Мамонтов A.B., Нефедов В.Н., Черкасов A.C., Королев Д.С. "СВЧ устройство для термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями". Труды IX межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, эколопш и медицине", МГУ, 2008 г., стр. 55-58.

9. Лоик Д.А., Мамонтов A.B., Нефедов В.Н., Назаров И.В. "Концепция построения СВЧ устройств термообработки листовых материалов". Труды IX межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, эколопш и медицине", МГУ, 2008 г., стр. 59-62.

10. Лоик Д.А., Мамонтов A3., Нефедов В.Н., Черкасов A.C. "Использование СВЧ энергии для полимеризации стержневых материалов". Труды IX межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", МГУ, 2008 г., стр. 63-66.

11. Лоик ДА., Мишин ДА., Назаров И.В., Потапова Т.А., Черкасов A.C. "Моделирование процессов термообработки материалов в СВЧ поле замедляющих систем с переменными параметрами". Труды IX межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", МГУ, 2008 г., стр. 67-69.

12. Лоик Д.А., Нефедов М.В., Никишин Е.В. "СВЧ - устройство для термообработки диэлектрических стержней". Материалы международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения АГОП - 2008", Саратов, СГТУ, стр. 324-327.

13. Патент РФ на полезную модель № 83380 (положительное решение по

заявке № 2008144305/22(057755) от 10.11.2008 г.). Авторы: Лоик Д.А., Мамонтов A.B., Нефедов В Л., Нефедов М.В.

14. Патент РФ на полезную модель № 83379 (положительное решение по

заявке № 2008143103/22(056118) от 31.10.2008 г.). Авторы: Лонк ДА., Мамонтов A.B., Нефедов В.Н., Нефедов М.В.

Цитируемая литература:

1*. Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications,

Austin, Texas, (7-12 November 2004).

2*. Мамонтов A.B., Назаров И.В., Нефедов B.H., Потапова Т. А.

"Микроволновые технологии", изд. ГНУ НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2008,- 308с.

3 *. Ю.С.Архангельский "СВЧ - электротермия". Саратов: СГТУ. 1998. - 408с.

4*. Елизаров A.A., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы

технологических приборов и устройств с использованием электродинамических

замедляющих систем. М.: Радио и связь. 2002. - 200с.

Подписано к печати "¿5? " /¿7 200.5*. г. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии МИЭМ.

Москва, ул. М. Пионерская, д. 12. Заказ № . Объем О пл. Тираж 120 экз.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Современные тенденции развития СВЧ технологий и СВЧ устройств термообработки материалов

1.1. Современные тенденции развития СВЧ технологий

1.2. Современные тенденции развития СВЧ устройств термообработки материалов в режиме бегущей волны

1.2.1. Конструкции СВЧ устройств волноводного типа с поперечным взаимодействием

1.2.2. Конструкции СВЧ устройств на основе замедляющих систем с поперечным взаимодействием

1.2.3. Конструкции СВЧ устройств типа бегущей волны с продольным взаимодействием

1.2.4. Конструкции СВЧ устройств типа бегущей волны для термообработки материалов в периодическом режиме

1.3. Метод расчета постоянных затухания СВЧ устройств термообработки диэлектрических материалов в режиме бегущей волны

1.4. Выбор источника СВЧ энергии

1.5. Основные конструкции СВЧ устройств термообработки материалов с различными диэлектрическими потерями

1.6. Аналитическая модель взаимодействия электромагнитного поля сверхвысоких частот с диэлектрическими материалами 51 Выводы к главе

Глава 2. СВЧ устройства термообработки материалов с поперечным взаимодействием

2.1. Метод построения СВЧ устройств термообработки листовых материалов

2.2. Модель и метод расчета распределения температуры по толщине материалов для СВЧ устройств с поперечным взаимодействием

2.2.1. Модель и метод расчета распределения температуры в материалах для СВЧ устройств на основе волноводных систем

2.2.2. Модель и метод расчета распределения температуры в материалах для СВЧ устройств на основе замедляющих систем

Выводы к главе

Глава 3. СВЧ устройства термообработки материалов с продольным взаимодействием

3.1. Метод построения СВЧ устройств термообработки диэлектрических материалов

3.2. Модель и метод расчета СВЧ устройств типа бегущей волны с продольным взаимодействием

3.3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований

3.3.1. Термообработка диэлектрических стержней

3.3.2. Термообработка диэлектрических труб 120 Выводы к главе

Глава 4. СВЧ устройства термообработки неподвижных материалов в режиме бегущей волны

4.1. Конструкции СВЧ устройств термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями

4.2. Модель и метод расчета СВЧ устройств термообработки неподвижных материалов в режиме бегущей волны

Выводы к главе

Актуальность работы. Использование энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот для целей термообработки диэлектрических материалов позволяет осуществить интенсивные, безотходные, энергосберегающие и экологически чистые технологии [1 — 4].

Анализ научных публикаций показывает [13 — 17], что современные тенденции развития микроволновых технологий направлены на производство новых высокопрочных конструкционных и строительных материалов из стеклопластиков, композиционных материалов и полимеров.

Сложность реализации таких технологических процессов обусловлена следующими факторами:

1. Прочностные характеристики получаемых изделий требуют полноты реакции полимеризации в малом интервале значений температуры. Для большинства технологических процессов полимеризации необходимо, чтобы разброс температуры А 7" в материале не превышал 10% [13-17];

2. Повышение надежности, долговечности и прочности материалов связано с увеличением значений толщин и диаметров получаемых изделий [13-15]. В настоящей работе поставлена задача увеличения значений толщин и диаметров материалов не менее чем в два раза (d, 0 > 0,3 • Л), по сравнению с достигнутыми значениями (d, 0 < 0,15-Л) к настоящему времени по отношению к длине волны источника СВЧ энергии (Л);

3. Эффективный и равномерный нагрев материалов на основе полимерных связующих, которые характеризуются низким коэффициентом теплопроводности Яр < 0,2 о и большими значениями толщин и

V °К -м) диаметров материалов {d, 0 > 0,3-А,), наиболее целесообразно реализовать с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот и при расчетах технологических режимов термообработки можно не учитывать эффект теплопроводности [13 — 15];

4. Для высокой производительности технологического процесса термообработки материалов, в том числе и для материалов с малыми диэлектрическими потерями (£"<0Д), как показано в научных публикациях [13 — 14], целесообразно использовать СВЧ устройства на основе волноводных или замедляющих систем в режиме бегущей волны.

Актуальность постановки диссертационной работы обусловлена тем, что необходимо разработать новые конструкции СВЧ устройств равномерного нагрева материалов с низкой теплопроводностью, требуемыми размерами поперечных сечений, а также разработать модели и методы их расчета для использования в технологических процессах производства современных конструкционных и строительных материалов в различных отраслях промышленности.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка новых высокоэффективных сверхвысокочастотных устройств термообработки материалов в режиме бегущей волны, а также моделей и методов их расчета для использования в технологических процессах производства современных конструкционных и строительных материалов.

Цель достигается путем:

- разработки новых конструкций СВЧ устройств термообработки листовых (стержневых) материалов с разбросом температуры не более 10%, с малой теплопроводностью

Ягр < 0,2 о | и толщиной (диаметром)

V °К-м, d, 0 > 0,3-Х,);

- разработки новых конструкций СВЧ устройств типа бегущей волны для равномерного и высокоэффективного нагрева материалов с малыми диэлектрическими потерями (s" < ОД), в частности труб большого диаметра (0 > 0,3-К) в периодическом режиме;

- разработки модели и метода расчета распределения температуры по объему диэлектрических материалов в СВЧ устройствах в режиме бегущей волны.

Методы исследования

Теоретические исследования проведены с использованием математических аппаратов электродинамики; теории электромагнитного поля; теории электрических цепей и метода эквивалентных схем.

Экспериментальные исследования проведены на конкретных конструкциях СВЧ устройств:

- волноводного типа (прямоугольного на волне типа Нхо и круглого на волне типа Е01);

- одномерно-периодических замедляющих систем штыревого типа со связками и типа диафрагмированный волновод;

- двумерно-периодических замедляющих систем с изменяющимися параметрами (периодом) в направлении распространения бегущей волны.

Достоверность научных положений, выводов, рекомендаций, а также корректность разработанных эквивалентных моделей, подтверждается путем сравнения результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также их сравнением с результатами исследований, опубликованными ранее в отечественных и зарубежных научных публикациях, результатами внедрения разработанных СВЧ устройств в технологические процессы.

На защиту выносятся:

1. Метод построения СВЧ устройств на основе сочетания волноводных секций и секций на основе замедляющих систем в режиме бегущей волны с поперечным взаимодействием, обеспечивающий равномерный нагрев листовых материалов, толщиной (d, 0 > 0,3-Х), за счет суперпозиции характеристик распределения температуры в материале (разброс температуры в материале не превышает 7%);

2. Метод построения СВЧ устройств на основе сочетания волноводных секций и секций на основе замедляющих систем в режиме бегущей волны с продольным взаимодействием, обеспечивающий равномерный нагрев стержневых материалов, диаметром (0 > 0,3 -X), за счет суперпозиции характеристик распределения температуры в материале (разброс температуры в материале не превышает 7%);

3. СВЧ устройство периодического типа термообработки диэлектрических труб, диаметром (0 > 0,3-^), с малыми диэлектрическими потерями (<5:"<0,l), обеспечивающее разброс температуры в материале не более 6% за счет использования двумерно-периодической замедляющей системы с переменными параметрами в направлении распространения бегущей волны;

4. Модель и метод расчета характеристик распределения температуры в материале в виде нагруженной длинной линии, обеспечивающие расхождение теоретических и экспериментальных характеристик распределения температуры в материале не более 6% за счет учета линейной зависимости диэлектрических параметров материала от температуры.

Практическая ценность результатов диссертации:

1. Разработаны новые конструкции СВЧ устройств равномерного нагрева диэлектрических материалов, которые позволяют реализовать высокоэффективные, энергосберегающие и экологически чистые технологические процессы производства современных конструкционных и строительных материалов.

2. Использование моделей и методов расчета устройств СВЧ нагрева в режиме бегущей волны позволяют рассчитать необходимое распределение температуры в диэлектрических материалах, удовлетворяющее требованиям технологического процесса.

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Предложен, теоретически и экспериментально обоснован метод построения СВЧ устройств, формирующий равномерное распределение температуры в листовых диэлектрических материалах низкой теплопроводности, толщиной материала {d > 0,3-X,), в режиме бегущей волны с поперечным взаимодействием. СВЧ устройство состоит из секций волноводного типа, обеспечивающих максимальное значение температуры в центре материала, и секций замедляющих систем, обеспечивающих максимальное значение температуры на поверхности материала, суперпозиция распределения температуры от различных секций обеспечивает разброс температуры в материале, удовлетворяющий требованиям технологического процесса;

2. Предложен, теоретически и экспериментально обоснован метод построения СВЧ устройств, формирующий равномерное распределение температуры в диэлектрических материалах круглого поперечного сечения малой теплопроводности, диаметром (0 > 0,3-А,), в режиме бегущей волны с продольным взаимодействием. СВЧ устройство состоит из секций волноводного типа, обеспечивающих максимальное значение температуры в центре материала, и секций замедляющих систем, обеспечивающих максимальное значение температуры на поверхности материала, суперпозиция распределения температуры от различных секций обеспечивает разброс температуры в материале, удовлетворяющий требованиям технологического процесса;

3. Разработано СВЧ устройство равномерного нагрева труб диаметром (0 = 0,5-А.) с малыми диэлектрическими потерями (б" = 0,02), на основе двумерно-периодической замедляющей системы с переменными параметрами в направлении распространения бегущей волны;

4. Разработана модель и метод расчета распределения температуры по поперечному сечению материалов при условии, что значение комплексной части относительной диэлектрической проницаемости материала имеет линейную зависимость от температуры.

Реализация результатов диссертационной работы:

Результаты диссертационной работы нашли применение в опытно-конструкторской работе, выполненной в ЗАО НТЦ "Альфа-1"; пяти научно-исследовательских работах, выполненных в ГНУ НИИ Перспективных материалов и технологии МИЭМ (ТУ) и ГОУВПО МИЭМ (ТУ); внедрены в учебный процесс ГОУВПО МИЭМ (ТУ).

Результаты внедрения диссертационной работы подтверждены соответствующими актами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на научных семинарах кафедры «Лазерные и микроволновые информационные системы» Московского государственного института электроники и математики;

- на научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ;

- на IX межвузовской научной школе молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", 24-25 ноября 2008 года, МГУ, доклады:

- "Полимеризация стеклопластиковых труб с использованием концентрированных потоков СВЧ энергии";

Использование концентрированных потоков СВЧ энергии для термообработки листовых диэлектрических материалов";

СВЧ устройство для термообработки труб с малыми диэлектрическими потерями";

- "Концепция построения СВЧ устройств термообработки листовых материалов";

- "Использование СВЧ энергии для полимеризации стержневых материалов";

- "Моделирование процессов термообработки материалов в СВЧ поле замедляющих систем с переменными параметрами";

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения». Саратов, 24—25 сентября 2008 г., доклад: "СВЧ устройство для термообработки диэлектрических стержней".

Публикации. По теме диссертации сделано 9 научных докладов на отечественных и международных научных конференциях, опубликовано 12 статей, выпущено 5 научно—технических отчетов, получено 2 патента РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Имеет общий объем 170 страниц, в том числе 34 рисунка, 4 таблицы, 134 наименований списка использованных источников на 13 страницах, 4 страницы приложения.

Основные результаты работы:

1. Разработан метод построения СВЧ устройств равномерного распределения температуры в листовых диэлектрических материалах толщиной (d > 0,3 • Л), основанный на том, что в качестве нагревательных элементов СВЧ устройства используются секции волноводных и замедляющих систем с поперечным взаимодействием и суперпозиции характеристик распределения температуры по толщине материала;

2. Разработана модель и метод расчета СВЧ устройств с поперечным взаимодействием для термообработки листовых материалов толщиной (d > 0,3 • Я) малой теплопроводности, при этом максимальный разброс температуры по толщине материала не превышает 8%, а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик не превышает 7%;

3. Разработан метод построения СВЧ устройств равномерного распределения температуры диэлектрических материалах в виде стержней и труб диаметром (0 > 0,3-^), основанный на том, что в качестве нагревательных элементов СВЧ устройства используются секции волноводных и замедляющих систем с продольным взаимодействием и суперпозиции характеристик распределения температуры по поперечному сечению материала;

4. Разработана модель и метод расчета СВЧ устройств термообработки стержней и труб диаметром (0 > 0,3-А,) малой теплопроводности с продольным взаимодействием, при этом максимальный разброс температуры по поперечному сечению материала не превышает 8%, а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик не превышает 7%;

5. Разработано СВЧ устройство равномерного нагрева труб с малыми диэлектрическими потерями периодического действия в режиме бегущей волны на основе секции двумерно-периодической замедляющей системы с переменными параметрами;

6. Разработана модель и метод расчета СВЧ устройства термообработки труб, диаметром (0 = 0,5-Х) периодического действия в режиме бегущей волны, при этом максимальный разброс температурного поля по объему материала не превышает 6%, а расхождение теоретических и экспериментальных характеристик не превышает 5%;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом диссертационной работы является решение актуальной научной задачи в области создания высокоэффективных СВЧ устройств, формирующих равномерное распределение температуры в материалах с малой теплопроводностью и различными диэлектрическими потерями. При решении поставленной задачи в работе разработаны модель, метод расчета, а также научно обоснованные технические решения, которые позволили создать новые СВЧ устройства и реализовать высокоэффективные технологические процессы термообработки материалов с различными диэлектрическими потерями. Особенностью работы является ее прикладная направленность, позволившая использовать полученные теоретические и экспериментальные результаты для решения конкретных научно-практических задач.

1. Низкоинтенсивные СВЧ — технологии (проблемы и реализация)/ Под ред. Г.А. Морозова и Ю.Е. Седельникова. М.: "Радиотехника". 2003. - 112с.

2. А.В. Мамонтов, И.В. Назаров, В.Н. Нефедов, Т.А. Потапова "Микроволновые технологии". Монография. Москва: ГНУ "НИИ ПМТ", 2008.- 308с.

3. Ю.С.Архангельский "СВЧ электротермия". Саратов: СГТУ. 1998. -408с.

4. Архангельский Ю.С., Девяткин И.И. Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. Саратов: Издательство Саратовского университета. 1983.

5. Окресс Э. СВЧ энергетика. М.: Мир. 1971. т. 2.

6. Международная научно техническая конференция "Актуальные проблемы электронного машиностроения". Тезисы докладов. 4-7 октября 1994.Саратов: Издательство Саратовского университета. 1994.

7. Применение СВЧ энергии в энергосберегающих процессах: Тезисы докладов Научно — технической конференции. Саратов. 1986.

8. Глазырин Б.Н., Литков Б.К., Карпов А.В. Микроволновые установки в народном хозяйстве страны // Тез. докл. VI Всесоюзн. научн.-практ. конф. "Применение СВЧ энергии в технологических процессах и научных исследованиях". Саратов. 1991. с. 11.

9. Ю.Рогов И.А., Некрутман С.В. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность. 1976.

10. П.Басс Ю.П. и др. Диэлектрический нагрев в резиновой промышленности. -М.: ЦНИИЭнефтехим. 1974.

11. С.В. Некрутман. Тепловая обработка пищевых продуктов в электрическом поле сверхвысокой частоты. Москва. 1972.

12. Торговников Г.И. О перспективах использования СВЧ энергии для обработки древесины и древесных материалов//Деревообрабатывающая промышленность. 1989. вып. 5. с. 13—15.

13. K. Van Reusel, "Energy savings in the chemical industry", pg.2 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7-12 November 2004).

14. C. Debard, "Dielectric heating versus other electroheat technologies — some case studies", pg.3 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 — 12 November 2004).

15. M. Mehdizadeh, "Microwave/RF methods for detection and drying of residual waterin polymers", pg.32 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 12 November 2004).

16. O. Alothman, R.J. Day, "A novel microwave-assisted injection moulding of polymers", pg.40 of the Proceedings of the Fourth World Congress on

17. Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 12 November 2004).

18. D. Bogdal, J. Pielichowski, "Microwave assisted synthesis, crosslinking, and processing of polymeric materials", pg.47 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7-12 November 2004).

19. L. Feher, V. Nuss, T. Seitz, M. Trumm, "Industrial composite curing with the 2,45 GHz HEPHAISTOS system", pg.35 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7-12 November 2004).

20. Ch. Dodds, E. Lester, S. Kingman, S. Bradshaw, "Carbon reduction in flyash using microwaves", pg.61 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 — 12 November 2004).

21. G. Torgovnikov, P. Vinden, "New microwave technology and equipment for wood modification", pg.77 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 12 November 2004).

22. Потапова T.A., Мамонтов A.B., Назаров И.В. Распределение температурного поля листовых диэлектрических материалов в волноводах. //Труды 61 Научной сессии, посвященной Дню радио. Москва. 2006. с. 314-316.

23. Потапова Т.А., Нефедов В.Н., Назаров И.В., Мамонтов А.В. Измерение распределения температурного поля листовых диэлектрических материалов в волноводах. //Измерительная техника, приложение «Метрология». 2006. №3. с. 26-37.

24. И.В. Назаров "Применение СВЧ энергии для термообработки,листовых материалов в волноводах", Физика волновых процессов и радиотехнические системы, изд. Самарский университет, № 2 , 2008 г. (в печати).

25. Патент на полезную модель № 68831 по заявке № 20077121551/22(023460) от 08.06.2007г., авторы: Назаров И.В., Мамонтов А.В., Нефедов В.Н., Шахбазов С.Ю. "Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов".

26. Мамонтов А.В., Нефедов В.Н. "Воздействие концентрированных потоков

27. СВЧ энергии на процессы полимеризации диэлектрических стержней". Труды IY межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине", МГУ, 2003 г., стр. 101-105.

28. Потапова Т.А., Нефедов В.Н., Назаров И.В. Измерение распределения температурного поля диэлектрических материалов на замедляющих системах. //Измерительная техника, приложение «Метрология». 2006. №3. с. 6-8.

29. Потапова Т.А., Мамонтов А.В., Назаров И.В. Изменение распределения температурного поля диэлектрических материалов на замедляющих системах. //Труды 61 Научной сессии, посвященной Дню радио. Москва. 2006. с. 317-318.

30. Потапова Т.А., Нефедов В.Н., Назаров И.В. Измерение распределения температурного поля по сечению материалов в поле бегущей СВЧ волны. //Измерительная техника, приложение «Метрология». № 3. 2006. с. 9-19.

31. Шахбазов С.Ю., Назаров И.В., Нефедов В.Н., Меньшиков Ю.П., Черкасов

32. Шахбазов С.Ю., Назаров И.В., Нефедов В.Н., Филимонов В.А., Лоик Д.А.

33. И.В. Назаров "Исследование процессов взаимодействия замедленной СВЧ волны с диэлектрическими материалами", Физика волновых процессов и радиотехнические системы, изд. Самарский университет, № 2, 2008 г.

34. И.В. Назаров "Измерение распределения температурного поля в материалах в СВЧ устройствах на основе замедляющих систем", Измерительная техника, № 1, 2008 г.

35. Обзоры по электронной технике. Серия 1. Электроника СВЧ. Выпуск 10960.. В.Н. Удалов, А.И. Маштакова, Н.К. Беляева. Камерные СВЧ -печи периодического действия. ЦНИИ "Электроника". Москва. 1983.

36. Шахбазов С.Ю., Нефедов М.В., Никишин Е.В., Доик Д.А., Никишев А.О. "Измерение распределения температурного поля по толщине листовых материалов в СВЧ — устройствах типа бегущей волны" //Метрология,. № 5, 2008, стр. 38-44.

37. Лоик Д.А., Мамонтов А.В., Никишин Е.В., Нефедов М.В., Нефедов В.Н.

38. Нефедов В.Н. Сверхвысокочастотные устройства для термообработки материалов больших площадей. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва. 2001.

39. Мамонтов А.В. Разработка и исследование СВЧ устройств для термообработки диэлектрических материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2005.

40. Нефедов В.Н. Термообработка диэлектрических материалов с использованием многоэтажных замедляющих систем//Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 1999. Вып.1. с.33-37.

41. Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Анализ взаимодействия замедленной электромагнитной волны с жидкими средами // Изв. вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1992. т. 356. № 5.с.50-54.

42. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А. Перспективы применения электромагнитного нагрева для обработки сельхозсырья и пищевых продуктов // Электронная техника. 1993. Вып. 5-6. с.47—52.

43. Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А. Применение ВЧ и СВЧ нагрева для термообработки зерна // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ техника. 1996. Вып.1.

44. Потапова Т.А. Исследование и разработка СВЧ устройств для формирования равномерного температурного поля диэлектрических материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2006.

45. Девяткин И.И. и др. Замедляющие системы для СВЧ нагрева диэлектрических стержней.//Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1972. № 5. с.106-111.

46. Патент РФ №1774526, Авторы: Дымшиц P.M., Мамонтов А.В., Пчельников Ю.Н., Мицкис А.Ю.Ю. Опубл. БИ №41 от 07.11.92.

47. А.с. СССР № 750760, класс Н05 В 9/06, 1980.

48. Патент РФ № 20227323 от 24.07.92. СВЧ устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов. / Нефедов В.Н., Павшенко Ю.Н., Пчельников Ю.Н. Опубл. 20.01.95. Бюл. № 2.

49. Нефедов В.Н. Сверхвысокочастотные устройства для термообработки диэлектрических материалов больших площадей (обзор)// Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 1998. Вып. 2. с.32-35.

50. Пчельников Ю.Н., Дзугаев В.К., Мицкис А.Ю. Высокочастотный нагрев полупроводящей поверхности с помощью замедляющей системы//Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1991. Вып. 3(437). с.52-55.

51. Пчельников Ю.Н. Использование замедляющих систем в устройствах для народного хозяйства//Электронная техника. Сер. СВЧ — ТЕХНИКА. 1992. Вып. 6(450). с.42-47.

52. Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. М.: Радио и связь. 2002. — 200с.

53. Елизаров А.А. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва. 1999.

54. Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Аналитический метод расчета эффективности взаимодействия замедленных электромагнитных волн с диэлектриками и полупроводящими средами // Радиотехника и электроника. 1996. Т.41,№3. с.261-266.

55. Патент РФ №2061203. Устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов// Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А. Опубл. в БИ №15. 1996.

56. Пчельников Ю.Н., Анненков В.В., Елизаров А.А., Фадеев А.В. Оптимизация параметров нагревателей на замедляющих системах // Изв. ВУЗов. Радиоэлектроника. 1994. Т.37. №7. с.46-53.

57. Направляющие линии, функциональные устройства, элементы технологических установок СВЧ. Межвузовский научный сборник. Саратов. 1997.- 112с.

58. Электротехнологические СВЧ установки, функциональные электродинамические устройства. Межвузовский научный сборник. Саратов: СГТУ. 1999.

59. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. М.: Высшая школа. 1970. т. 1. -289с.

60. Новожилов Ю.В., Яппа Ю.А. Электродинамика М.: Наука. 1978.

61. Поливанов К.М. Теоретические основы электротехники. Часть третья. Теория электромагнитного поля. — М.: Энергия. 1969.

62. Кирилло JI.P., Лукьянец В.Г., Чернух М.Л., Ярошевич В.В. Определение комплексной диэлектрической проницаемости по результатам амплитудных измерений//Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1984. -т. 27, № 1. — стр. 81-84.

63. Полищук В.И. Метод и установка для измерения электрических параметров слабопоглощающих диэлектриков на базе панорамного измерителя КСВН и ослаблений // Электронная техника. Сер. 1, Электроника СВЧ. 1988. - вып. 9. - стр. 52-56.

64. Перевощиков В.А., Потапов А.Ю. Метод измерения электрических параметров диэлектриков // Электронная техника. Сер. СВЧ техника, вып. 1, 1992.

65. В.Н. Великоцкий, В.Я. Двадненко, В.А. Коробкин, И.Н. Ярмак. Определение тангенса угла потерь высококачественных диэлектриков // Электронная техника, Сер. Электроника СВЧ, вып. 6, 1988, стр. 32-35.

66. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. Гос. изд-во физ-мат. лит. Т.1,2. 1958.

67. Хиппель А.Р. Диэлектрики и волны. Изд-во иностранной литературы. 1960.

68. Фрелих Г. Теория диэлектриков. Изд-во иностранной литературы. 1960.

69. Справочник по электротехническим материалам//Под редакцией Ю.В.Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. Москва: Энергия. Т.1. 1974.

70. Справочник по электротехническим материалам//Под редакцией Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. Москва: Энергия. Т.2. 1974.

71. Физика. Техника. Производство. Краткий справочник//А.С. Енохович. Москва:Государственное учебно — педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР. 1962.

72. Торговников Г.И. Диэлектрические свойства древесины. Москва: Лесная промышленность. 1986.

73. Машкевич М.Л. Электрические свойства неорганических диэлектриков в диапазоне СВЧ. — М.: Советское радио. 1969.

74. Арделян Н.Г. и др. Диэлектрические свойства смесей селикагеля с водой//В кн.: Вопросы электронной техники. Саратов: СПИ. 1975. с.97-100.

75. Клоков Ю.В., Остапенко A.M. О глубине проникновения ЭМП СВЧ в пищевые продукты. // Электронная обработка материалов. 1988. №5. с.65-68.

76. Остапенков A.M. Электрофизические свойства пищевых продуктов. Деп. рук. ВИНИТИ № 426. Библ. указатель. 1981. № 12.

77. Клоков Ю.В., Килькеев Р.Ш., Остапенков А.М. Исследование электрофизических характеристик рыбы на сверхвысоких частотах // Электронная обработка материалов. 1985. № 2. с.62-64.

78. Патент RU(ll)2084084(l3)Cl. Установка для сушки диэлектрических материалов. Авторы: Малярчук В.А, Миркин В.И., Сучков С.Г., Явчуновский В .Я. ТОО "Диполь". Опубл. 07.10.97.

79. Хинэн Сушильные установки с бегущей волной/В кн. СВЧ -энергетика//Под редакцией Э. Окресса. Москва: Мир. 1971. т.2. с. 161-183.

80. Resch Н., Preliminary Technical Feasibility Study on the use of Microwaves for the Drying of Redwood Lumber, Serv. Rept. 35.01.55, Forest Products Lab., Univ. Of California, Richmond, California, 1966.

81. Восс и Санли Лесоматериалы/ТВ кн. СВЧ энергетика//Под редакцией Э. Окресса. Москва: Мир. 1976. т. 2, с. 183-223.

82. Математическое моделирование процесса сушки тонких материалов / Архангельский Ю.С., Захарова Е.С., Житомерская И.А. // Волновод, линии, системы и элементы / Сарат. политех, ин-т — Саратов. 1991. с.56-59.-Рус. УДК 621.372.

83. А.с. № 362580 СССР. Волноводная камера для термообработки диэлектриков / Ю.С. Архангельский и др. Опубл. в Б.И. 1973. № 37.

84. А.с. № 448337 СССР. Устройство для сушки диэлектрических лент, например, кинопленок / Ю.С. Архангельский и др. — Опубл. в Б.И. 1974. №40.

85. А.с. № 516886 СССР. Устройство для сушки тонких рулонных диэлектрических материалов / И.К. Сатаров и др.- Опубл. в Б.И. 1976. № 21.

86. Цыганков А.В. Электротехнические СВЧ установки равномерного нагрева диэлектрических материалов на волноводах сложных сечений. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов. 2003.

87. Патент РФ №1774526, Авторы: Дымшиц P.M., Мамонтов А.В., Пчельников Ю.Н., Мицкис А.Ю.Ю. Опубл. БИ №41 от 07.11.92.

88. Патент США № 3814983, класс 315-39, 1974.

89. А.с. СССР № 750760, класс Н05 В 9/06, 1980.

90. Мясников В.Е. Дисперсионные свойства многоэтажной замедляющей системы//Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ. 1969. Вып. 3 с.51-62.

91. Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. Москва: Сов. Радио. 1966.

92. Силин Р.А. Периодические волноводы. Фазис. 2002.

93. Анфиногентов В.И. Математические модели СВЧ — нагрева диэлектриков конечной толщины//Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2006. Том.9. № 1. с.78-83.

94. Афиногентов В.И. Математическое моделирование СВЧ нагрева диэлектриков. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Казань. 2006.

95. Лыков А.В. Тепло — и массообмен в процессах сушки. — M.-JL: Энергия. 1968.

96. Лоик Д.А., Мамонтов А.В., Назаров И.В., Нефедов В.Н. "Концепция построения СВЧ устройств равномерного нагрева листовых материалов". Измерительная техника, № 3, 2009, стр. 58-59.

97. Патент РФ на полезную модель № 83380 по заявке № 2008144305/22(057755) от 10.11.2008 г. Авторы: Лоик Д.А., Мамонтов А.В., Нефедов В.Н., Нефедов М.В.

98. Патент RU(l^2159992(1з)С1. Установка для сушки листовых или рулонных материалов. Авторы: Губерман М.С., Сакалов М.А., Никифоров А.Л., Герасимов М.Н. Опубл. 27.11.2000.

99. Ю.Н. Пчельников, В.Т. Свиридов. Электроника сверхвысоких частот. Москва: "Радио и связь". 1981.

100. А.с. № 326940 СССР. Устройство для изготовления колбасных изделий без оболочки / В.Я. Адаменко и др. Опубл. в Б.И. 1972. № 5.

101. Девяткин И.И. и др. Замедляющие системы для СВЧ нагрева диэлектрических стержней.//Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1972. №5. с.106-111.

102. Лоик Д.А., Нефедов М.В., Никишин Е.В. "СВЧ устройство для термообработки диэлектрических стержней". Материалы международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП - 2008", Саратов, СГТУ, стр. 324-327.

103. Патент РФ на полезную модель. № 83379 по заявке № 2008143103/22(056118) от 31.10.2008 г. Авторы: Лоик ДА., Мамонтов А.В., Нефедов В.Н., Нефедов М.В.

104. А.с. № 362580. Волноводная камера для термообработки диэлектриков / Архангельский Ю.С. и др. Опубл. в Б.И. 1973, № 37

105. А.с. № 438144. Волноводная камера для термообработки диэлектриков /Архангельский Ю.С. и др. Опубл. в Б.И. 1974, № 28

106. А.с. № 369652. Коаксиальная камера для термообработки диэлектриков / Архангельский Ю.С. и др. Опубл. в Б.И. 1973, № 10

107. Бенгтссон Н. СВЧ нагрев в пищевой промышленности. ТИИЭР, 1974, № 1, с. 52-56.

108. Нейман М.С. Обобщение теории цепей на волновые процесс. М-Л,: Госэнергоиздат, 1956

109. Лоик Д.А., Мамонтов А.В., Назаров И.В., Нефедов В.Н. "Измерение температуры труб с малыми диэлектрическими потерями в СВЧ устройствах типа бегущей волны". Метрология , № 4, 2009, стр. 42-46.