《Science》头条:再见传统耗时的陶瓷烧结工艺,10秒快速烧造陶瓷的技术来了!


来源:高分子科学前沿

[导读]  马里兰大学材料科学与工程系胡良兵,莫一非、弗吉尼亚理工大学郑小雨和加州大学圣迭戈分校骆建合作将具有26000年历史的陶瓷制造工艺重新改造成一种创新的陶瓷材料制造方法,这种陶瓷材料在固态电池、燃料电池、3d打印技术等领域有着广阔的应用前景。

中国粉体网讯  马里兰大学材料科学与工程系胡良兵,莫一非、弗吉尼亚理工大学郑小雨和加州大学圣迭戈分校骆建合作将具有26000年历史的陶瓷制造工艺重新改造成一种创新的陶瓷材料制造方法,这种陶瓷材料在固态电池、燃料电池、3d打印技术等领域有着广阔的应用前景。相关论文以“A general method to synthesize andsinter bulk ceramics in seconds”为题,发表在《Science》上,并被选为封面论文,登上《Science》头条滚动推广。




陶瓷广泛用于电池、电子产品和极端环境中,但是传统的陶瓷烧结工艺通常需要数小时才能完成,而且品质控制较差。为了克服这一挑战,研究人员发明了一种超快的高温烧结方法,既可以满足现代陶瓷的需求,又可以促进新材料的发现。



在制造电池固态电解质过程中,采用传统的烧结工艺耗时漫长,需要给炉子加热数小时,之后烧制数小时,才能完成陶瓷材料的“烘烤”。尽管开发出了微波辅助烧结、放电等离子烧结、快速烧结等代替工艺,由于材料特殊或者价格昂贵而受限。




联合研究团队开发出超高速高温烧结新方法具有加热速度快、冷却速度快、温度分布均匀、烧结温度高达3000摄氏度等优点。综合起来,这些工艺所需的总处理时间不到10秒,比传统的烧结炉方法快1000倍以上。


胡良兵表示:通过这项发明,首先将陶瓷前驱体粉末压坯,之后夹在两根碳条之间,通过碳条的辐射和传导迅速加热了陶瓷前驱体,创造了一个持续的高温环境,迫使陶瓷粉末快速凝固。目前产生的温度足够高,基本上可以烧结任何陶瓷材料。这一专利工艺可以扩展到陶瓷以外的其他膜。


Luo Jian表示:“超快高温烧结技术是超快烧结技术的一个突破,不仅因为它普遍适用于各种功能材料,同时这项技术可以通过保留或产生额外的缺陷,用于创造非平衡态材料”。



目前该技术由HighT-Tech LLC进行商业化。Mo Yifei表示:这种新方法解决了计算和人工智能材料发现中的关键瓶颈问题,我们以前所未有的速度加快了材料发现的新范式。


Zheng Xiaoyu表示:我们很高兴看到热解时间从几十小时缩短到几秒,在快速烧结后,并保留了精细的3D打印结构。


全文链接:https://science.sciencemag.org/content/368/6490/521


(中国粉体网编辑整理/初末)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


推荐4
相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

粉体大数据研究
  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻