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比金属更轻薄 快速热成型陶瓷有望用于电子产品
2022年10月10日 09:55:21
来源：化工仪器网 作者：羊舌木 点击量：4738
这种热成型陶瓷是材料的一个新领域，甚至有可能带来两项行业的改进。首先是它作为热导体的效率高，可以冷却高密度电子产品。另一个改进是它可以直接与电气部件进行形状匹配。
【化工仪器网 项目成果】材料的进步很大程度上能够推动社会的进步，而社会的需求反过来也有利地推动了材料科学的发展。随着现代科技的不断进步与发展，一些重要领域都迫切需要能够在高温下稳定工作的材料。陶瓷材料逐渐在材料科学领域崭露头角。
陶瓷材料指的是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，有着高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，能够被用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
陶瓷材料应用广泛，早已不局限于陶瓷器皿。采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成的普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟，能够在日常生活、建筑、电绝缘、化工中被使用。特种陶瓷通常采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能，以适应各种需要，包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等。
美国东北大学的研究人员在测试一种实验性陶瓷化合物中发现，当陶瓷在受到极端的热变化和机械压力时，容易因热冲击而破裂，甚至爆炸。当用喷灯喷陶瓷时，陶瓷变形了。几次试验后，研究人员意识到，他们可以控制陶瓷的变形。对此，研究人员开始对陶瓷材料进行压缩成型，发现这一过程非常快速。
底层微观结构允许全陶瓷在成型过程中快速传递热量，实现热量有效流动。这种以声子晶体为基础的陶瓷可以形成精致的几何形状，在室温下表现出卓越的机械强度和导热性能，并且允许热量在没有电子传输的情况下流动，同时不会干扰手机和其他系统的无线电频率。研究人员还展示了这种陶瓷的非牛顿行为，他们通过振动将一团块状的陶瓷浆料液化，重新组织了材料的结构成为可模制的陶瓷。
这种热成型陶瓷是材料的一个新领域，甚至有可能带来两项行业的改进。首先是它作为热导体的效率高，可以冷却高密度电子产品。一般来说，手机和其他电子产品都安装了一层厚重的铝层，这是吸收设备热量所必需的。新材料厚度不到一毫米，可被塑造成所需的冷却表面。另一个改进是它可以直接与电气部件进行形状匹配。研究人员相信，在未来，全陶瓷材料能够可用于塑形，贴合到各种电子部件上。并且陶瓷还将比目前使用的金属更薄、更轻、效率更高。
(资料来源：科技日报)
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