微波化学是一门新兴的前沿交叉学科,微波化学的研究成果促进了化学学科的快速发展,为了在化学领域中应用微波技术和能量人们已经进行了大量的研究工作,解决了许多关键问题,并产生了新的高效化学工艺。为了进行微波化学作用的基础研究,研制了应用于实验室科研的多功能微波化学反应装置。装置具有以下特点：微波化反装置的设计的功率指标是10KW,它可以用于多种微波化学反应,在宽度为200mm的反应区内微波场的均匀度可达到90%以上；在1150mm高度范围内,有五个辅助微波源对此范围内的微波场的均匀性进行调整,以保证在反应装置垂直方向上微波场的均匀性；装置抗流门的漏能满足国家的《微波辐射安全标准》；在反应装置内有专门设计的用“水层”来调节微波功率的装置；装置还可以做单独电场,单独磁场的微波化学实验。装置由反应腔体和测控系统两部分组成。反应腔体的设计包括以下几部分：装置的反应腔体的设计,计算了腔体的直线匹配器和主反应腔体的参数；2450MHz、1KW磁控管为主体的微波源的单元电路,以及由10个这样的单元电路组成的微波源；设计了微波加热装置抗流门的结构；设计了装置中的“水层”微波功率连续调节系统；设计改造了一种抗微波干扰耐腐蚀的温度传感器。用电磁场理论和微波的传输线原理设计计算了反应腔体和直线式匹配器；用等效阻抗的方法设计了微波加热装置抗流门的结构；用微波的传播特性设计了“水层”微波功率连续调节系统；基于电磁波的屏蔽原理设计改造了温度传感器。使用HFSS软件对主反应腔内的电场和磁场分布以及直线式匹配器进行了仿真,仿真结果验证了设计计算的结果是可行的。最后对装置进行了性能测试,实验验证了装置内的电磁场分布符合设计要求,装置的抗流门微波漏能低于10μW/cm2,微波功率可以实现连续调节,温度传感器可以在微波场中稳定的使用,满足了微波化学反应研究的需要,具有良好的实用价值。