超快高溫?zé)�結(jié)方法登上《科學(xué)》,！10秒快速燒造陶瓷 可產(chǎn)生精細(xì)的3D打印結(jié)構(gòu)

來源：前瞻網(wǎng)

馬里蘭大學(xué)（UMD）材料科學(xué)與工程系（MSE）的科學(xué)家將一種具有26,000年歷史的制造工藝改造成一種新穎的制造陶瓷材料的方法，該方法在固態(tài)電池,、燃料電池、3D打印等行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

陶瓷廣泛用于電池,，電子產(chǎn)品和極端環(huán)境中。但傳統(tǒng)的陶瓷燒結(jié)（用于制造陶瓷物體的燒結(jié)過程的一部分）通常需要數(shù)小時(shí)的處理時(shí)間,。為了克服這一挑戰(zhàn),，馬里蘭州的一個(gè)研究小組發(fā)明了一種超快的高溫?zé)�結(jié)方法（稱為UHS），既可以滿足現(xiàn)代陶瓷的需求,，又可以促進(jìn)新材料創(chuàng)新的發(fā)現(xiàn),。

圖：通過UHS燒結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)

該研究于5月1日刊登在《科學(xué)》（Science）雜志的封面上，題為“A general method to synthesize and sinter bulk ceramics in seconds”,，由美國(guó)馬里蘭大學(xué)胡良兵教授,、莫一非教授，弗吉尼亞理工大學(xué),、加州大學(xué)鄭小雨教授和加州大學(xué)圣地亞哥分校駱建教授團(tuán)隊(duì)等人（共同通訊作者）完成,。

據(jù)悉，以往的一些快速燒結(jié)方法存在諸多限制,，常會(huì)出現(xiàn)溫度太低,、耗時(shí)耗精力、成本居高不下等問題,。馬里蘭團(tuán)隊(duì)采用的超快速高溫?zé)�結(jié)新方法可提供高加熱和高冷卻速率,、均勻的溫度分布，以及高達(dá)3000攝氏度的燒結(jié)溫度,。綜合來看,，這些過程所需的總處理時(shí)間不到10秒，比傳統(tǒng)的熔爐燒結(jié)方法快1000倍以上,。

圖 快速燒結(jié)工藝和陶瓷合成裝置

“通過這項(xiàng)發(fā)明,，我們將壓制的陶瓷前體粉末生坯夾在兩根碳條之間，通過輻射和傳導(dǎo)迅速加熱該顆粒,，從而創(chuàng)造出一致的高溫環(huán)境,，迫使陶瓷粉末迅速固化�,！�

“溫度足夠高,，基本上可以燒結(jié)任何陶瓷材料。該專利工藝可以擴(kuò)展到陶瓷以外的其他材料上,�,！毖芯咳藛T表示,，這種方法有兩重意義：“超快高溫?zé)�結(jié)代表了超快燒結(jié)技術(shù)的一項(xiàng)突破，這不僅是因?yàn)樗�普遍適用于多種功能材料,，還因?yàn)槠渫ㄟ^保留或產(chǎn)生額外缺陷來創(chuàng)造非平衡塊狀材料方面擁有巨大潛力,。目前該技術(shù)由HighT-Tech LLC進(jìn)行商業(yè)化�,！拔覀兒芨吲d看到熱解時(shí)間從數(shù)十小時(shí)減少到幾秒鐘,，并在快速燒結(jié)后保留了精細(xì)的3D打印結(jié)構(gòu)�,！�