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玻璃属于硬脆性材料,因其理化特性及优质的机械性能广泛应用于多项工业领域。玻璃的切割技术主要包括机械法、热熔法和热裂法。热裂法可实现非去除材料切割而被国内外学者广泛的关注。激光加热是国内外学者研究热裂法的过程中所采用的唯一加热方法。该方法由于表面加热效应使切割断面形貌不平,从而限制了热裂法切割技术的发展。基于此,本文提出基于体加热的微波热裂法切割技术,开发出高能微波聚焦系统对微波进行聚焦从而对钠钙玻璃等硬脆材料进行热裂法切割加工。论文的主要研究工作包括:分析出微波热裂法切割过程中钠钙玻璃吸收微波产生热量的物理机制是其在高频电磁场作用下的介质损耗过程。分析了钠钙玻璃介质损耗特性,指出其在2.45GHz微波频段下拥有较高的电磁生热转化效率。当材料属性一定时,影响电磁生热转化效率的主要因素为电场强度的分布和大小。利用HFSS软件对所建立的微波聚焦系统聚焦特性进行了仿真分析。首先建立两种微波聚焦波导模型;通过电场强度的仿真分析与该电场强度加热条件下测温实验相结合验证聚焦波导电场强度仿真结果的正确性,并得到聚焦波导聚焦区域电场强度分布和大小;研究无栅栏结构聚焦波导形状与尺寸对聚焦区域电场强度分布和大小的影响;研究加栅栏结构聚焦波导聚焦区域电场强度的分布和大小,对比分析栅栏结构对聚焦波导聚焦区域电场强度分布与大小的影响;最终基于聚焦波导聚焦区域电场强度分布建立时域温度与应力有限元仿真过程中所加载的热源理论模型。进行聚焦波导出口-玻璃距离、热源移动速度对裂纹萌生与扩展的影响规律研究。首先基于热源理论模型建立可用于有限元仿真计算的锯齿状弓形热源模型,并利用ANSYS APDL语言将该模型在ANSYS平台加载到玻璃上;仿真分析聚焦波导出口-玻璃距离、热源移动速度对裂纹起始处应力(决定微裂纹是否扩展为宏观裂纹以实现热裂切割)的影响规律,为实验研究提供有效工艺参数选择范围。进行微波热裂法切割的工艺实验研究,将改变波导出口-玻璃距离、热源移动速度所得的切割实验结果与仿真结果比较,验证了仿真方法和结果的正确性。比较机械法切割与微波热裂法切割后玻璃的断面,微波热裂法切割后的玻璃断面没有微裂纹,微波热裂法切割实现了非去除材料和无缺陷切割,表明微波热裂法切割在玻璃切割领域确实有优势。