废弃电路板中金属成分可回收,具有较高潜在经济价值,开发高效的电路板回收处理技术已成为当今的研究热点。微波辅助放电技术在烧结、热解、气化、气体重整、新材料研制等多领域得到了实践应用。本文利用自行改造搭建的微波诱导金属放电系统,采用间接量热法和光电转换电路对废弃电路板中典型金属条(Al、Cu、Ni80Cr20、Ni、Fe、W)进行了放电机制及热效应的研究。基于以空气为放电介质、以石英砂为储热介质的可视化实验研究,通过控制单因素变量,分别探究微波功率(119-700 W)、辐照时间(1-3 min)、铜丝直径(0.2-3.0mm)、长度(20-50 mm)、摆放方位、数量(1-5根)及金属种类(Al、Cu、Ni80Cr20、Ni、Fe、W)对放电光强和热效应的影响情况。结果表明:铜丝尖端正对磁控管是最有利于放电的辐射角度,两尖端可单独或同时放电。铜丝的平均光转化电压值随微波功率增大和辐照时间增长明显升高。2.5 mm和30mm分别是铜丝获得最大平均光转化电压对应的直径和长度。簇状放置时,铜丝数量从1增加到5根,平均光转化电压减小约67%。除钨丝外,平均光转化电压随金属熔点升高(Al-CuNi80Cr20-Ni-Fe)而降低。微波功率从119 W提高到700 W,铜丝的平均储热量增加约8倍。辐照时间由1min增加至3 min时,铜丝储热量增加约3倍。平均储热量在铜丝直径为3.0 mm、长度为30 mm时最大。铜丝数量由1增加至5根时,储热量增加33%。其他控制条件相同的情况下,1分钟内钨丝平均放电储热量最大,镍丝最少。重点关注放电光效应时,宜选择铝以获得短暂强光、钨以获得持续光;需要产生强烈的热效应时,宜选用钨为放电材料。微波功率、金属直径、长度和数量对二者都有较为显著的影响;辐照时间对平均光转化电压影响不大而对放电热效应影响显著。通过对放电过程进行数值模拟分析,发现金属丝尖端正对磁控管居中放置时,尖端电场强度为40709 V/m,最有利于放电,实验研究结果与之吻合。铜丝尖端电场强度随微波功率增大而增大,由119 W增大至1000 W时,尖端电场强度增大约3倍。长度为20 mm的铜丝尖端具有最大电场强度,是长为50 mm时的2倍。本文的研究结果将为废弃电路板的进一步处理和微波-金属作用机理的深入研究提供基础数据和经验支持。