微波加熱原理:
微波是一種頻率范圍在300 - 300000兆赫的電磁波,微波消解儀用的微波頻率跟家用微波爐相同,都是2450MHz。含水或酸的體系都是有極性的,在微波電場的作用下,以每秒24.5億次的速率不斷改變其正負方向,使分子產生高速的碰撞和摩擦而產生高熱,同時在微波電場的作用下,溶液體系中的離子定向流動,形成離子電流,離子在流動過程中與周圍的分子和離子發生高速摩擦和碰撞,使微波能轉為熱能。微波的特性:直線傳播和遇導體(如金屬等)反射特性;可穿透絕緣體特性,如塑料等不會被加熱;含有介質分子物質的吸收性,即極性液體會被加熱;可被有效均勻金屬間隙、均勻金屬網孔屏蔽特性。
微波的特性
(1) 金屬材料不吸收微波,只能反射微波。如銅、鐵、鋁等。用金屬(不銹鋼板)作微波爐的爐膛,來回反射作用在加熱物質上。不能用金屬容器放入微波爐中,反射的微波對磁控管有損害。
(2) 絕緣體可以透過微波,它幾乎不吸收微波的能量。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、石英、紙張等,它們對微波是透明的,微波可以穿透它們向前傳播。這些物質都不會吸收微波的能量,或吸收微波極少。物質吸收微波的強弱實質上與該物質的復介電常數有關,即損耗因子越大,吸收微波的能力越強[2]。家用微波爐容器大都是塑料制品。微波密閉消解溶樣罐用的材料是聚四氟乙烯、工程塑料等。
(3)極性分子的物質會吸收微波(屬損耗因子大的物質),如:水、酸等。它們的分子具有永久偶極矩(即分子的正負電荷的中心不重合)。極性分子在微波場中隨著微波的頻率而快速變換取向,來回轉動,使分子間相互碰撞摩擦,吸收了微波的能量而使溫度升高。我們吃的食物,其中都含有水份,水是強極性分子,因此能在微波爐中加熱。下面,我們可以進一步理解微波消解試樣的原理。
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