微波消解仪的工作原理及应用

消化仪是常用的展示材料预处理设备，根据自动化程度可分为半自动消化仪和自动消化仪；根据原理可分为电热消解仪和微波消解仪。

1.什么是微波？微波是频率为300MHz～300GHz的电磁波，即波长在100cm～1mm范围内的电磁波、即介于远红外和无线电波之间的波长。在微波波段，波长为1-25cm的波段专门用于柯达，其余波段用于电信传输。为了防止民用微波功率干扰无线电通信、广播、电视和雷达，国际上规定工业、科研、医疗和家用民用微波的频率为2450±5OMHz。因此，微波消解仪器使用的频率基本上为245OMHz，家用微波炉也是如此。

2.微波特性：

（1） 金属材料不吸收微波，只反射微波。例如铜、铁、铝等。金属（不锈钢板）用作微波炉的炉床，在提温材料上来回反射。不要将金属容器放入微波炉。反射的微波要损坏磁控管。

（2） 绝缘体可以通过微波。它们几乎不吸收微波冲击力。如玻璃、陶瓷、塑料（聚乙烯、聚苯乙烯）、聚四氟乙烯、石英、纸张等。它们对微波是透明的，微波可以穿透它们并向前传播。这些物质不吸收微波冲击力，或者吸收很少的微波冲击力。物质的微波吸收强度基本上与其复介电常数有关，即损耗因子越大，微波吸收能力越强[2]。家用微波炉容器大多是塑料制品。微波密闭消解展示材料溶解罐所用材料为聚四氟乙烯、工程塑料等。

（3） 具有极性细胞粒的材料要吸收微波（损耗系数大的材料），如水、酸等。它们的细胞粒具有偶极矩（即细胞粒的正负电荷中心不重合）。在微波场中，极性细胞粒迅速改变方向，并随着微波的频率来回旋转，这使得细胞粒相互碰撞和摩擦，吸收微波冲击力并提高温度。我们吃的食物含有水分。水是强极性细胞粒，因此可以在微波炉中提温。现在，我们可以进一步了解展示材料的微波消解原理。

3.微波消解仪的工作原理：称取0.2g-1.0g展示材料，放入消化槽。加入约2mI水和适当的酸。通常，选择HNO3、HCI、HF、H2O2等覆盖储罐并将其放入熔炉。当微波通过展示材料时，极性细胞粒要随着微波频率迅速改变方向。对于2450MHz的微波，细胞粒以每秒2.45×109次的速度改变其取向，细胞粒来回旋转，与周围的细胞粒碰撞和摩擦，细胞粒的总冲击力增加，使得展示材料的温度急剧上升。同时，测试溶液中的带电粒子（离子、水合离子等）在交变电磁场中电场力的作用下来回迁移，也要与相邻细胞粒碰撞，使展示材料温度升高。这种提温方法与传统的电炉提温方法完全不同。