微波加热作为一种快速、高效、清洁的加热方式，在材料处理领域得到了广泛应用。本文结合金属粉末的微波耗散机理，分析了焊锡膏在微波电场及磁场中的加热特性，通过实验研究了焊锡膏电路在微波电场、微波磁场中的加热效果。实验结果表明，微波电场和微波磁场均可快速加热焊锡膏，但高强度的微波电场容易激发等离子体，灼伤基板; 而微波磁场则选择性地加热焊锡膏，实现快速加热融化焊点的同时保持基板在较低温度。通过对比微波磁场快速融化的焊点与传统方式加热融化焊点的微观结构，发现微波磁场快速加热融化的焊点具有极薄的金属间化合物厚度，有利于提高焊点强度。该研究为柔性等塑料基电路的焊接提供了一种良好的解决方案。

介绍并分析了一种新型的电介质基底, 旨在提升微波加热的温度分布均匀性。该基底为非轴对称结构, 由 FR-4环氧玻璃纤维板与氧化铝制成, 其几何参数的选定是以降低球形介质样品的平均温升变异系数为目的。为探究电介质基底对微波加热均匀性的影响, 采用球形马铃薯为研究对象, 利用 COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件模拟微波加热过程, 并计算马铃薯的平均温升变异系数。仿真结果表明: 相比于不加载基底直接加热, 加载电介质基底加热的马铃薯样品的平均温升变异系数降低了 40%以上。最后, 进行实验测试验证计算的有效性, 实验结果表明: 实验测试与仿真计算结果一致, 温度上升曲线吻合较好, 使用该电介质基底可以有效改善微波加热的均匀性。

Dispersing atomic metals on substrates provides an ideal method to maximize metal utilization efficiency, which is important for the production of cost-effective catalysts and the atomic-level control of the electronic structure. However, due to the high surface energy, individual single atoms tend to migrate and aggregate into nanoparticles during preparation and catalytic operation. In the past few years, various synthetic strategies based on ultrafast thermal activation toward the effective preparation of single-atom catalysts (SACs) have emerged, which could effectively solve the aggregation issue. Here, we highlight and summarize the latest developments in various ultrafast synthetic strategy with rapid energy input by heating shockwave and instant quenching for the synthesis of SACs, including Joule heating, microwave heating, solid-phase laser irradiation, flame-assisted method, arc-discharge method and so on, with special emphasis on how to achieve the uniform dispersion of single metal atoms at high metal loadings as well as the suitability for scalable production. Finally, we point out the advantages and disadvantages of the ultrafast heating strategies as well as the trends and challenges of future developments.

为了研究钢渣沥青混合料微波加热自愈合性能，制备了全石型、粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型4种沥青混合料，采用热常数分析仪和矢量网络分析仪测试了沥青混合料的热参数和电磁参数，利用热电偶温度传感器和红外测温仪测试了沥青混合料的温度分布，并对比分析了COMSOL软件数值模拟温度场与试验温度分布；最后，采用三点弯曲破坏试验评价了沥青混合料的自愈合性能。结果表明：4种沥青混合料具有不同的微波吸收性能和传热性能，会对沥青混合料的加热速率产生一定影响；钢渣的掺入大大提高了沥青混合料的微波加热性能，且3种钢渣沥青混合料中粗石细钢型表现出较好的加热均匀性；COMSOL软件能够较好地模拟沥青混合料在微波加热下的温度分布；相比于全石型沥青混合料，粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型沥青混合料的自愈合性能分别提高了1.11倍、1.14倍、1.11倍，钢渣的掺入较好地提高了沥青混合料的自愈合性能。

在碳纤维激光石墨化的过程中,丝束截面内存在较大的温差,导致碳纤维丝束毛丝现象严重。当激光超过一定功率时,甚至会出现断丝现象,严重影响碳纤维的连续激光石墨化。利用微波与激光对碳纤维进行协同石墨化,以减小石墨化过程中丝束的温差与热应力。针对微波加热的特殊性,设计出了一种可持续高效升温的加热腔；然后建立了电磁加热--激光加热--热辐射--流动传热--固体力学多物理场模型,并对其进行了仿真模拟。结果显示,微波的引入可以改善激光石墨化过程中丝束温度场的分布,并可有效减小丝束加热过程中的热应力。

针对微波辅助加热情况下气固热耦合及气固反应应用，设计了一种利用微波加热多孔固体介质(碳化硅)来间接加热气体的气固耦合模型，并利用有限元仿真软件进行建模。通过对电磁场、流体传热场、 自由和多孔介质这3个物理场的耦合仿真，验证了此气固耦合模型的准确性和可行性；分析了该模型在不同石英管半径、不同多孔介质孔隙率和不同气体流速情况下的S参数和加热情况。结果表明，当碳化硅的孔隙率 为0.5，石英管的半径为20 mm时，微波转换效率最高，微波能量利用率达到90%以上。

用微波高温固相法合成了Er3+单掺Lu2O3, Li+与Er3+共掺Lu2O3及Li+, Zn2+, Mg2+掺杂Lu2O3∶Er3+的荧光粉。实验表明金属离子Li+、Zn2+、Mg2+、Er3+掺杂Lu2O3, 不影响Lu2O3的立方晶相。扫描电子显微镜测量表明, Li+掺杂可以有效改善粉体的分散性和形貌, Li+, Zn2+, Mg2+共掺杂获得的粉体颗粒分布更加均匀, 粒径范围为80~100 nm。379 nm激发下, Li+与Er3+共掺样品发光较单掺Er3+样品在565 nm处的发光增强了45倍, 而Li+、Zn2+、Mg2+与Er3+共掺样品较其发光增强53倍。980 nm激发下, Li+与Er3+共掺样品, Li+、Zn2+、Mg2+与Er3+共掺样品的发光分别比单掺Er3+样品在565 nm处发光增强23倍与39倍, 在662 nm处发光强度分别增强20倍与43倍。379 nm激发下, 较单掺Er3+的样品, 掺杂Li+的样品和Li+, Zn2+, Mg2+和Er3+共掺的样品荧光寿命均有所增加, 而Zn2+、Er3+共掺及Mg2+、Er3+共掺样品的荧光寿命则有所缩短。