比金屬更輕薄 快速熱成型陶瓷有望用于電子產(chǎn)品
材料的進(jìn)步很大程度上能夠推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步，而社會(huì)的需求反過來也有利地推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，一些重要領(lǐng)域都迫切需要能夠在高溫下穩(wěn)定工作的材料。陶瓷材料逐漸在材料科學(xué)領(lǐng)域嶄露頭角。
陶瓷材料指的是用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫?zé)Y(jié)制成的一類無機(jī)非金屬材料，有著高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點(diǎn)，能夠被用作結(jié)構(gòu)材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。
陶瓷材料應(yīng)用廣泛，早已不局限于陶瓷器皿。采用天然原料如長石、粘土和石英等燒結(jié)而成的普通陶瓷來源豐富、成本低、工藝成熟，能夠在日常生活、建筑、電絕緣、化工中被使用。特種陶瓷通常采用高純度人工合成的原料，利用精密控制工藝成形燒結(jié)制成，具有特殊的力學(xué)、光、聲、電、磁、熱等性能，以適應(yīng)各種需要，包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屬陶瓷等。
美國東北大學(xué)的研究人員在測(cè)試一種實(shí)驗(yàn)性陶瓷化合物中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陶瓷在受到極端的熱變化和機(jī)械壓力時(shí)，容易因熱沖擊而破裂，甚至爆炸。當(dāng)用噴燈噴陶瓷時(shí)，陶瓷變形了。幾次試驗(yàn)后，研究人員意識(shí)到，他們可以控制陶瓷的變形。對(duì)此，研究人員開始對(duì)陶瓷材料進(jìn)行壓縮成型，發(fā)現(xiàn)這一過程非常快速。
底層微觀結(jié)構(gòu)允許全陶瓷在成型過程中快速傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)熱量有效流動(dòng)。這種以聲子晶體為基礎(chǔ)的陶瓷可以形成精致的幾何形狀，在室溫下表現(xiàn)出卓越的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能，并且允許熱量在沒有電子傳輸?shù)那闆r下流動(dòng)，同時(shí)不會(huì)干擾手機(jī)和其他系統(tǒng)的無線電頻率。研究人員還展示了這種陶瓷的非牛頓行為，他們通過振動(dòng)將一團(tuán)塊狀的陶瓷漿料液化，重新組織了材料的結(jié)構(gòu)成為可模制的陶瓷。
這種熱成型陶瓷是材料的一個(gè)新領(lǐng)域，甚至有可能帶來兩項(xiàng)行業(yè)的改進(jìn)。首先是它作為熱導(dǎo)體的效率高，可以冷卻高密度電子產(chǎn)品。一般來說，手機(jī)和其他電子產(chǎn)品都安裝了一層厚重的鋁層，這是吸收設(shè)備熱量所必需的。新材料厚度不到一毫米，可被塑造成所需的冷卻表面。另一個(gè)改進(jìn)是它可以直接與電氣部件進(jìn)行形狀匹配。研究人員相信，在未來，全陶瓷材料能夠可用于塑形，貼合到各種電子部件上。并且陶瓷還將比目前使用的金屬更薄、更輕、效率更高。
(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
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