八、微波高温烧结粉末冶金和矿物冶炼
近几年来，微波高温烧结粉末冶金材料和矿物冶炼技术在国内外得到了迅速的发展，有的已迈入实用化生产阶段。如美国宾州大学材料研究中心、中国长沙某科技有限公司、中南大学、昆明理工大学冶金工程学院等单位都做出了出色的成绩，有些产品正在热销。
硬质合金材料的微波烧结是研究得最多的一种粉末冶金材料，人们将对WC/Co的微波烧结与其传统烧结相比，发现前者可有效地控制WC晶粒的增长，而且有助于Co金属相的均匀分布，从而使耐磨性提高了一倍，并且大大提高了材料的抗腐蚀性能。
国内一家公司将五氧化二钒和碳素材料的混合物利用微波加热到1500℃以上，实现碳热还原氮化合成反应，并完成反应物的烧结，整个能耗为传统电热法的三分之一。可见，微波高温烧结方法的节能优点。
（一）微波制备高温超导材料
当将CuO，ZnO，V2O3等放入一个微波炉中时，其结果是出乎人们意料的！它们在1min内就熔化了，其中V2O3达到了700℃，ZnO达到了800℃，PbO被加速加热到200℃。其性质衰变成另一种红色氧化物Pb3O4，而后者并不吸收微波。用普通方法将CuO，Fe3O4混合物制备CuFe2O4需要在炉中加热一整天！而用微波炉则只需要0.5h左右即可。另一种化合物KVO3用同一方法只花了7min，可见节能效果的明显。
1988年，英国牛津大学的物理学家通过实验发现，有几种无机氧化物包括CuO对2450MHz的微波辐射有强烈的吸收。他们将1～5g的氧化铜样品放在普通的微波炉中，仅1min时间，温升就超过了550℃，进而他们将La2O3（12.28g），CuO（3g）用可变功率130～500W的微波炉加热不到40min就合成了通常方法需耗时12～24h才能得到的La2CuO4超导材料。后来他们又使用CuO，YO3，Ba(NO3)2在改装的微波炉中约1h就成功地合成了YBa2Cu3O7-x高温超导材料。他们的试验证明，微波加热也许为制备新一类高温超导材料提供了更方便、更迅速的途径和方法。
我国对这一技术的进展也给予了极大的关注。中国科技大学材料系利用微波等离子体化学气相沉积工艺对制备YBaCuO超导薄膜进行了初步研究，经过不断调整工艺参数，摸索到了生成主相为YBa2Cu3O7-8超导薄膜的较佳沉积条件，还制备了以单晶SrTiO3、单晶YSZ和白宝石为衬底主相为123相的超导薄膜。
（二）微波处理放射性垃圾
牛津大学附近的哈威尔实验室成功研究一种利用微波处理放射性垃圾的新方法。此法由于热源远离被处理的材料现场，因此可以遥控地进行，安全可靠。研究人员采用两级加热过程。第一级利用微波去水，然后将硝酸盐分解成氧化物；第二级利用微波熔化氧化物，并将它们混合在一种惰性的硼硅玻璃中。
在同一实验室中，研究人员还发明了一种利用可移动的具有25kW输出功率的微波系统去摧毁核反应堆屏蔽物的“粉碎器”，其优点是不会产生任何辐射危害，具有很大的社会效益。这项研究在日本也取得了很大进展。
（三）微波治污
随着工业的快速发展，各种污染伴随着产生，尤其是水的污染正在不断加剧，其中含酚废水主要来自焦化厂、煤气厂、石油化工厂、绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解生产乙烯、合成苯酚、聚酰胺纤维、合成染料、有机农药和酚醛树脂的生产过程中，它们的大量排放给环境造成了严重的污染。苯酚是一种常见的毒性很高的并有难闻气味的有机物，人体摄入一定量时会出现急性中毒症状，长期饮用含苯酚的污染水可引起瘙痒、头昏、贫血、神经系统障碍。因此，各国环保部门都非常重视对这种污水的治理，先后开发了许许多多的处理技术和方法，但效果都不十分理想。哈尔滨工业大学市政环境工程学院采用微波法处理含酚废水取得了初步结果。研究人员采用改性氧化铝微波诱导ClO2催化处理水中苯酚的研究表明，在微波作用下，改性氧化铝通过吸收微波能使吸附在催化剂表面的苯酚与ClO2迅速发生氧化还原反应，大大提高了氧化剂的氧化效率，缩短了反应时间，在一定条件下酚的去除率可达92.24%。他们用同一技术对染料废水也进行了工艺性技术研究，初步结果表明，对废水中的有机污染物在改性氧化铝表面通过吸附-氧化协同作用而被迅速降解。染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业，其组分复杂，浓度高，色度大，是一类较为难降解的有机废水。实验表明微波法能达到较高的脱色率（约为98%），同时表明处理后的废水矿化度良好。
微波处理污水能使污水处理方法变得简单易行和有效。利用微波对污水中的不同物质进行选择性加热，微波对吸波物质的物化反应有强烈的催化作用，利用高性能吸波材料为填料而产生的高温热点，都可加速污水中污染物的分解。目前已有多家环境工程公司正在进行中试和产业化前的准备工作。
此外，曾有人利用颗粒活性炭吸附水中的苯酚，然后将活性炭放入微波炉中加热，几分钟后，苯酚被完全氧化成水和二氧化碳。也曾有人用MoS2/Al2O3为催化剂用微波法处理SO2气体，其产物为硫和二氧化碳。
10多年前，为了治理汽车特别是柴油作为燃油的汽车尾气对空气造成的污染，曾采用间接微波法对此进行处理。这一方法是先将一多孔性的泡沫陶瓷基体埋入尾气输出管道内，汽车排出尾气中含有许多有毒有害的极微细的碳颗粒（黑烟），由于粒径微小，密度低，易被人吸入，且颗粒表面吸附着多环芳烃等可溶性有机致癌物，已对环境及人类健康构成了严重威胁。使用滤烟器过滤，捕集尾气中的碳颗粒是目前公认的一种有效方法。如何使滤烟器中沉积的碳颗粒除去，使其再生以持续使用？采用微波的选择性快速升温（500～650℃）是行之有效的新技术。华东理工大学和香港科技大学以及大连理工大学等都做过系列性的基础性和实用性的研究和开发工作，各项实验表明，微波在柴油机滤烟器催化再生中的作用是极其明显和有效的。只是如何将这一套微波再生系统装入汽车底盘成为汽车结构的一部分，尚存在有许多技术问题有待妥善解决。特别是微波电源的大功率供电问题，加热再生过程中产生的废气排放问题等。因此，目前这些方法多数仍停留在实验室的研究中，或者是定期（例如每天）将滤烟器从排气管中取出，放入专用的微波炉中加热再生后重新放入排气管中待用。
美国一公司曾对燃煤烟气中SO2和NO2的微波消解进行了研究。利用活性炭作为还原剂制成炭床，再将SO2，NO2通过炭床吸附到饱和后进行微波加热，将吸附物还原成单质硫和氮气，而炭则转化为二氧化碳，NO2的去除率可达98%，而且还发现炭床循环使用多次后，它对硫及硝的吸附能力和吸附速率还有明显提高。
此外，微波在固体废物处理中也有所应用。如用微波焚烧废弃印刷电路版时，可回收贵金属。通常先将印刷电路版粉碎，用微波将其加热至低沸点有机物挥发或燃烧，使低熔点金属锡、铅熔化而分离出来，然后继续加热至高温，使污染物熔化成玻璃化物质，高熔点金属金、银等就可分离回收加以利用，玻璃化物质可作建筑材料使用。
澳大利亚科学家在旧汽车轮胎的回收和再生技术中采用微波方法取得了显著成效，他们正在准备向产业化方面过渡。
