近年来,微波烧结作为一种新的结构陶瓷烧结技术,被广泛应用。因其具有整体加热,升温速度快等优点而成为陶瓷烧结领域研究的热门技术之一。影响陶瓷微波烧结的最主要因素是材料受热的均匀性问题。因此,了解微波烧结腔内电磁场和温度场分布的情况有利于解决这一问题。本文通过三维电磁仿真软件HFSS来模拟加载圆柱形氧化铝样品后,烧结腔内电磁场的分布情况。首先将样品高度固定,通过参数化扫描找到最适合烧结的样品的半径为30mm。其次,使样品高度在10-100mm范围内变化,找到最适合烧结的样品高度为77mm。最终确定最适合微波烧结的样品尺寸为R=30mm,H=77mm。将上述电磁场模拟结果作为激励,导入ANSYS软件中对微波烧结腔温度场进行模拟。模拟结果表明,一个电磁场周期内,温度上升的幅值为30℃。再将温度场得出的结果导入LABVIEW中,得到氧化铝εr和tgδ的变化规律:稳态热分析时,温度从20℃升高到1400℃,εr的值在低温时缓慢增大,然后呈指数上升,达到临界温度以后又开始减小。tgδ的数值在低温时变化不明显,临界温度时出现突变,临界温度区间以后快速增大,最后稳定在一定范围内。模拟得到临界温度区间为830℃到860℃。瞬态热分析时,从800℃开始,模拟此后300秒以内相对介电常数和介质损耗角正切值随温度的变化。在833℃时,εr和tgδ值都出现了跳跃式增大,因此得到氧化铝的临界温度值为833℃。通过实验仪器测得了氧化铝材料εr和tgδ值。实验表明,氧化铝的εr和tgδ值变化规律与模拟结果吻合。