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微波烧结计算机自动控制系统

作　者: 胡敏
导　师: 付明
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 微波烧结自动控制 PTC陶瓷硬件设计系统软件
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 34次
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内容摘要

相对于电子陶瓷的传统烧结,微波烧结具有烧结时间较短、节约能源、产品性能优异、符合环保要求等特点,材料的微波处理技术是近年来材料科学的研究热点之一。不同材料对微波的吸收特性相差很大,微波烧结设备必须与材料的烧结工艺紧密结合,才能用微波烧结工艺制备出高性能的电子陶瓷元件。本文在微波烧结原理分析的基础上,利用计算机、红外测温仪、智能温控仪和微波反应腔等设计出了PTC陶瓷的微波烧结系统。该系统具有自动化程度高、温度控制精确、性能稳定可靠等优点,该系统的温度曲线可以根据不同陶瓷的工艺要求进行设定,并调节相应的辅助加热装置,可以烧结多种电子陶瓷。本文根据微波烧结的特点,测温方式采用红外测温。红外测温为非接触式测温,可以避免微波电磁场对温度传感器的干扰。红外测温仪将温度信号传送给温度控制仪表,温度控制仪表根据设定值与测量值进行PID调节输出模拟控制量,控制微波发生器输出微波能,实现温度的自动控制。PC机作为上层控制,显示系统实时状态以及发送控制参数,达到全自动智能控制。系统软件为Windows平台下的应用程序,基于Visual C++6.0开发。系统软件应用面向对象编程方法,功能完善,使用方便,性能可靠安全。软件负责人机接触,实现人机对话,可发送控制指令到智能温度控制仪表、监测系统实时状态、记录系统运行的数据等。本文的微波烧结系统采用红外测温技术使温度的测量更精确,利用计算机作为主控机实现了全自动化。微波反应腔和辅助加热装置的结构设计使系统能满足电子陶瓷的烧结要求。在设计和组装完微波烧结系统之后,本文对PTCR的微波烧结进行了一定工艺实验,将微波烧结与传统烧结的样品性能进行了对比,试验表明该系统能够满足PTC烧结工艺的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 材料微波处理技术发展概况  9-11
  1.2 电子陶瓷材料微波烧结的特点  11-14
  1.3 微波烧结计算机自动控制系统的功能和要求  14-16
2 微波烧结计算机自动控制系统的总体设计  16-23
  2.1 微波烧结电子陶瓷材料的原理  16-19
  2.2 微波烧结炉的组成、结构  19-20
  2.3 系统的总体框架  20-23
3 系统硬件设计  23-36
  3.1 微波发生器  23-30
  3.2 控制单元  30-31
  3.3 温度测量装置  31-33
  3.4 波导管及微波耦合器  33
  3.5 微波反应腔与辅助加热装置  33-36
4 系统软件设计  36-57
  4.1 软件使用的关键技术  36-38
  4.2 软件总体结构  38-41
  4.3 串口通信  41-48
  4.4 数据处理  48-55
  4.5 系统安全  55-57
5 系统的调试及微波烧结PTC 工艺实验  57-66
  5.1 系统的调试与运行  57-61
  5.2 运行结果、控制精度及误差分析  61-62
  5.3 微波烧结PTC 的工艺实验  62-66
6 全文总结及展望  66-68
  6.1 全文总结  66-67
  6.2 展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-73
附录作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  73

微波烧结计算机自动控制系统

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