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《HfB2陶瓷在不预烧结的情况下闪火等离子烧结》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-07-31

  • 强HfB2粉绿色的身体抗压强度超过20?MPa一直由合并1?wt %的玻璃碳来自正交酚醛树脂粘合剂。从绿色的身体在氩脱脂后,non-textured HfB2陶瓷(?~??20毫米直径和高度?~?4?毫米)的相对密度95.1%是通过使用flash火花等离子烧结(FSPS)的放电时间20?年代,峰值功率的19?千瓦和应用~ 16?MPa的压力。由于不需要预烧结步骤，与fsp对HfB2陶瓷致密化相比，节省了能源。

    ——文章发布于2018年11月

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相关报告

  • 《陶瓷工业应采用碳还原冷烧结工艺进行新研究》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-10-23
    • 新的技术经济分析,研究员领导的研究小组的华威大学,表明能源密集型陶瓷行业将获得经济和环境效益,如果搬到免费的冷烧结过程在实验室实际使用在制造业从高科技到国内陶瓷。 这项新研究刚刚在《欧洲陶瓷协会杂志》上发表了一篇题为《脱碳陶瓷制造:功能材料领域节能烧结技术的技术经济分析》的论文。 冷烧结过程(CSP)结合了热量、压力和水的使用，显著降低了能源消耗，因为它降低了生产陶瓷所需的温度，使其达到300摄氏度左右。这比传统烧结、激光烧结、快烧烧结、液相烧结、闪速烧结等要少得多，后者需要更多的能量，根据所考虑的工艺和材料，需要达到1400到3000摄氏度的温度。 然而实验室的小规模CSP(通常是创建5克的陶瓷在实验室条件下)意味着制造商选择继续依赖其它更高温度的方法可以迅速产生大量或已经可以制造一系列的小规模高科技陶瓷。华威大学(University of Warwick)的领导团队认为，制造商还没有充分认识到在制造过程中使用CSP的潜在财务和环境效益，尤其是在CSP的启动成本远低于其他工艺的情况下。 研究人员研究了三种不同的用于制造陶瓷的功能氧化物的加工情况:ZnO、PZT和BaTiO3。他们比较了冷烧结(CSP)和其他一系列烧结技术，并研究了其投资回报。他们发现，在这三种情况下，即使经过15年的使用，CSP的低设置成本使其成为最具经济吸引力的烧结选择，具有较低的资本成本和最佳的投资回报，以及可观的能源和排放节约。 研究人员确实认识到，从实验室到工业的CSP将需要非常不同的设备和仪器，以及相关的性能/性能验证，以实现其全部潜力，但这样做的潜在好处是显著的。 华威大学WMG的首席研究员陶菲克·伊本-穆罕默德博士说: “能源成本不断上升，以及对制造过程环境影响的担忧，使得更高效、更可持续的制造成为必要。”陶瓷工业是一个能源密集型产业，因此提高能源效率的潜力是巨大的。” “我们的研究是对一些烧结技术的第一次全面的技术经济分析，并将它们与最近开发的冷烧结工艺(CSP)进行比较。我们发现，如果陶瓷行业将冷烧结工艺从实验室推广到商业生产，将会带来明显的经济和环境效益。” ——文章发布于2019年10月21日
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  • 《清华杨金龙教授课题组合作发明烧结不收缩高强度泡沫陶瓷》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2020-08-12
    • 陶瓷材料在烧结过程中存在自发收缩，特别是高气孔率泡沫陶瓷，其烧结收缩率高达40~80vol%。近日，清华大学材料学院杨金龙教授课题组和苏黎世联邦理工学院安德烈教授（Prof.André Studart，ETH Zürich）课题组共同发明了一种通过金属颗粒自组装制备超稳定的泡沫浆料，首次基于金属颗粒的柯肯达尔效应制备了烧结无收缩且性能优异的Al2O3陶瓷及Al2O3/Al复合材料，揭示了Al核/ Al2O3壳层结构在热氧化过程中发生的空心化过程及机理，并进一步利用亚微米级粉体原位空心化造成的膨胀与粉体烧结收缩相抵消，真正实现了陶瓷材料的烧结零收缩甚至是负收缩制备，是一种颠覆性的技术创新。 通过在亚微米级尺度构建多级孔结构，这种新型的空心球组装材料具有超高的力学性能，气孔率为90%的氧化铝泡沫陶瓷抗压强度高达14.8MPa，可见报道类似泡沫陶瓷的2~10倍，如图1和表1所示。图2为多级空氧化铝泡沫陶瓷显微结构。该研究工作还论证了该思路结合3D打印、冷冻注模工艺、凝胶注模成型工艺等不同方式构建多级孔材料的普适性，为近净尺寸制备轻质高强陶瓷材料提供了新思路。 图1 空心微珠组装多级孔陶瓷的力学性能 表1 烧结不收缩Al/Al2O3复合泡沫材料与传统亚微米粉体制备的氧化铝泡沫陶瓷对比 图2 多级空氧化铝泡沫陶瓷显微结构 相关研究成果申请发明专利，并以“通过胶体自组装和金属颗粒氧化构筑的超强多级孔材料”（Ultra-strong hierarchical porous materials via colloidal assembly and oxidation of metal particles）为题发表在期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。主编和审稿人对该研究工作给予高度评价：“此篇文章应作为非常重要的文章（VIP）发表。该文章的工作是材料的科学与技术两方面的重大进步，这种新型构筑陶瓷材料的过程可以制备比其他方法具有更高强度的氧化铝泡沫陶瓷，特别是对于高气孔率（气孔率在85%-95%之间的）泡沫陶瓷来说。该文章报道的制备多维度近零尺寸收缩的泡沫陶瓷，从经济化角度来看，对制造复杂形状器件具有重大意义。文章中有许多科学性创新。例如利用克肯达尔效应得到的空心球制备宏观陶瓷坯体的想法，是非常具有创造性的；通过控制烧结过程中坯体收缩/膨胀的平衡来实现体积的近零收缩的做法，对于陶瓷制备工艺具有重大贡献。文章中将此方法结合于3D打印技术、冷冻注模、凝胶注模等方法，为这种方法在制备复杂形状器件方面的应用奠定了基础。” 该论文通讯作者为清华大学材料学院杨金龙教授和苏黎世联邦理工学院安德烈教授，第一单位为清华大学材料学院，霍文龙博士与张笑妍博士为该文的共同第一作者。 论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202003550
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