技術介紹
陶瓷乾燥技術一般採用熱風烘乾技術，能源來源方式有天然氣燃燒，煤炭燃燒及電爐等三種方式，但是其乾燥周期長而致資金周轉慢，均勻性稍差，並且陶瓷乾燥窯爐占地面積大，能耗較大。SYNOTHERM陶瓷微波乾燥技術的出現適時的解決了這些問題。
微波乾燥技術的原理微波是頻率在300兆赫的電磁波，被加熱介質物料中的水分子是極性分子。它在快速變化的高頻電磁場作用下，其極性取向將隨著外電場的變化而變化，造成分子的運動和相互摩擦效應。此時微波場的場能轉化為介質內的熱能，使物料溫度升高，產生熱化和膨化等一系列物化過程而達到微波加熱乾燥的目的。
乾燥在陶瓷生產中的作用
工業上，陶瓷的生產有不同的工藝，坯料與坯體的乾燥是陶瓷工業中重要的工藝過程之一。在坯料(砂石、黏土)及釉料的製備過程中，一般需要對泥漿進行壓濾脫水或噴霧乾燥，使其達到一定的含水率。一般地，注漿成型法，坯料含水率為28%～38%；可塑成型法，坯料含水率為19%～25%；壓製成型法，坯料含水率為3%～7%。坯體中含有一定量的水分，其強度較低，在運輸和再加工(如黏結、修坯)過程中，很容易變形或因強度不高而破損，因而為了提高成型後坯體的強度，要進行乾燥。通過乾燥處理，坯體失去可塑性，具有一定的彈性與強度。另一方面，坯體中含水率高，其吸附釉漿的能力差，所以為了提高坯體吸附釉層能力，其含水率應達到一定的程度(比如對於日用陶瓷，施釉時坯體需要乾燥至含水率2%～4%)。此外，經乾燥除去坯體中絕大多數的自由水之後，坯體很少發生收縮，從而使坯體在燒成階段可以快速升溫，而不發生製品變形或開裂，既保證了燒成質量又可以縮短燒成周期，最終提高窯爐利用率，降低能耗。通常坯體入窯前的含水率應乾燥至2%以下。但過分乾燥，也是不必要的，因為當坯體放置在大氣中時，會再吸附水分而膨 圖23—3坯體強度與含水率及乾燥溫度的關係脹，也可能發生開裂。不過，日用陶瓷坯體的乾燥是與整個成型過程相聯的，應根據各工序操作的工藝需求來確定排除多少水分。例如，許多陶瓷製品在成型後要進行濕修、鑲接或乾修，它們都有自己合適的坯體含水量，因此，成型後的坯體的水分不能一次乾燥到1%～3%，而要根據成型中各加工工序的要求，分階段地進行乾燥，最後乾燥到適合進窯的最終含水率。
類型
按泥料的不同含水量，可分為等速乾燥和降速乾燥兩個階段。以可塑成型壞體為例，此種坯體含水分高，其固體物料量相對較少，水分充填於坯體的固體顆粒之間，表面水分均布，乾燥時表面水分蒸發。固體顆粒間水分逐步排除而相互靠攏。整個坯體產生收縮。這時，當周圍溫度、濕度等環境條件不變時，水分以近於相等的速度排除。這一階段為等速乾燥階段。當坯體進一步乾燥，顆粒逐步相互靠攏貼緊。此時水分連續體不復存在，水分僅存在於顆粒間的空隙。乾燥所排除的水分已不再來自坯體水分的連續體，而必須經由坯體內的通道擴散至表面再蒸發排出。隨著坯體水分的減少，乾燥速度逐漸下降，由於顆粒已經靠攏、坯體不再收縮。這一階段為降速乾燥階段。半乾和乾法成型坯體含水分少。沒有等速於燥階段，坯體乾燥收縮少，非大型或特異型製品不致因坯體收縮而產生廢品，乾燥控制比較容易。乾燥過程中，為防止產生廢品，可先在常溫下預乾燥，然後再進一步進行燥。
乾燥過程
水分擴散
乾燥過程中，水分擴散是靠外擴散和內擴散來進行的。外擴散指坯體表面的水分以蒸汽形式從表面擴散到周圍介質中的過程；內擴散則是水分在坯體內部進行移動的過程，內擴散根據水分移動的推動力不同，有濕傳導和熱濕傳導兩種形式。
(1)濕傳導：坯體在乾燥過程中，由於表面水分的蒸發，在其表面與內部之間形成了水分濃度差，因此在坯體厚度的方向上有一個水分濃度梯度，由此引起水分的移動。水分從坯體內部移動到表面，主要是靠擴散滲透和毛細管力的作用來進行的。因為水分的擴散及移動速度與水分濃度梯度成比例，所以這種現象稱為濕傳導，又叫濕擴散。
(2)熱濕傳導：使用輻射熱或高溫熱空氣乾燥坯體時，由於坯體的導熱性較差，或者由於坯體表面水分蒸發時需要吸收大量的熱量，往往造成坯體的內、外溫度不同，在坯體的厚度方向上產生溫度梯度，由於坯體內的溫度梯度而引起水分移動的現象稱熱濕傳導，也叫熱擴散。產生熱擴散的原因可由毛細管現象來解釋。水的表面張力是隨溫度的增加而減小的，毛細管兩端存在溫差，導致兩端的表面張力不同，從而產生水分移動，由表面張力較小處向表面張力較大處移動，即由熱端向冷端移動。因此熱擴散的方向與熱流的方向是一致的。
乾燥特性
(1)加熱階段：坯體置於乾燥介質(熱空氣)中，坯體表面被加熱，水分蒸發速度很快地增大。但由於該階段時間很短，除去的水量不多。
加熱階段應防止黏土製品表面上凝聚水分，因為這樣會使其強度(結合性)下降，並且產生的應力可能使製品中出現開裂現象。最有效的加熱方法是製品在成型以前用蒸汽加熱黏土坯料，這不但可以縮短乾燥時間，還可降低坯體中的應力，提高製品質量。也可以在相對濕度高的介質中利用紅外線輻射來加熱製品。
(2)恆速乾燥階段：當坯體內部水分移動速度(內擴散速度)等於表面水分蒸發速度(亦等於外擴散速度)，坯體表面維持濕潤狀態。乾燥介質傳給坯體表面的熱量等於水分汽化所需的熱量，坯體表面溫度不變，等於介質的濕球溫度。此時，乾燥速度穩定，故稱恆速乾燥階段。在這一階段，是自由水(非結合水)進行蒸發，坯體會產生體積收縮，並往往產生能使坯體成為廢品的收縮應力。乾燥過快，坯體容易變形、開裂。恆速乾燥階段結束時，物料水分降低到臨界值。此時儘管物料內部可能仍有自由水，但在表層內已為結合水。到達臨界點後，表層停止收縮，再繼續乾燥時僅增加坯體內的孔隙，因此恆速乾燥階段是乾燥的重要階段。
乾燥速度(蒸發速度)與坯體表面和周圍介質的水蒸氣濃度差、分壓差、溫度差有關，也與坯體表面的空氣速度有關(增大坯體表面的氣流速度可以使氣膜阻力下降)。
(3)降速乾燥階段：進入降速乾燥階段，坯體含水率減少，內擴散速度小於表面水分蒸發速度及外擴散速度，表面不再維持濕潤狀態，乾燥速率逐漸降低。此階段，物料溫度開始逐漸升高，由於是排出結合水，坯體不產生體積收縮(有時略有收縮)，不會產生乾燥廢品。降速階段的乾燥速度，取決於內擴散速率，故又稱內擴散控制階段，此時坯體的結構、形狀、尺寸等因素影響著乾燥速率。
(4)平衡階段：當坯體乾燥到表面水分達到平衡水分時，乾燥速度降為零。此時，坯體與周圍介質達到平衡狀態。平衡水分的多少與坯體材料性質和周圍介質的溫度和濕度有關，用吸附等溫線表示。
乾燥收縮及缺陷
未經乾燥的濕坯體內固體顆粒被水膜所分隔。在乾燥過程中，隨著自由水的排除，顆粒逐漸靠攏，從而坯體發生收縮，收縮量大約等於排除的自由水的體積。Hasatani等指出，收縮量並不總是等於所除去的自由水的體積，它與溫度也有關係。當水膜厚度減薄到臨界狀態一坯體中各顆粒達到相互接觸的程度，內擴散阻力增大，乾燥速度及收縮速度發生顯著變化，收縮基本結束。若干燥繼續進行，坯體中相互比鄰的各顆粒間的孔隙水開始排出，此時固體顆粒不再有顯著的靠近，收縮很小，孔隙逐漸被空氣所占據，最後坯體孔隙中的水分被乾燥到只剩下平衡水。
