中國粉體網訊 1月4日，先進陶瓷學報（Journal of Advanced Ceramics）刊發國內科研成果，首次在室溫下進行高純氧化鋁的閃速燒結（FS）。
閃燒技術是一種基于電場和熱場協同作用下的新型燒結技術，能在遠低于傳統燒結溫度（甚至室溫下），幾秒到幾十秒的時間內實現陶瓷材料的燒結致密化。Al2O3陶瓷因其固有的穩定性和優異的機械性能而獲得廣泛應用，純度99.8%的氧化鋁可在1500V·cm-1的電場下在900℃下進行FS，其所需的電場強度隨著爐溫的升高而逐步減少。據報道高純氧化鋁在1300℃通過施加5000V·cm-1的電場下進行FS，可獲得具有出色的機械性能的樣品。然而，值得注意的是，這些關于高純氧化鋁陶瓷FS研究都是在爐溫條件下進行的，目前高純氧化鋁陶瓷在室溫下FS的成功案例還沒有記錄，室溫FS將為降低陶瓷燒結能耗和簡化燒結設備提供機會。
由于高純氧化鋁極低的電導率，在室溫下高純氧化鋁進行閃燒燒結具有挑戰性，而其他陶瓷材料中，如3-YSZ已經成功實現了室溫下FS，在室溫FS，電弧通常出現并徘徊在樣品表面以上，在較低的空氣壓力下，室溫電弧誘導FS更容易實現。
本次研究中，研究人員采用有限元模擬方法分析了電弧誘導閃速燒結過程中電弧與高純度氧化鋁樣品之間的電-熱偶聯，揭示了電弧對氧化鋁樣品的熱效應和電效應，最終據此提高了氧化鋁樣品的電導率，并在電弧約束下（電弧約束裝置位于樣品上方），在60kPa下實現高純度氧化鋁的閃速燒結。氧化鋁樣品實現的相對密度為98.7%。該項技術證實在室溫下廣泛適用于包括離子導體、半導體，甚至絕緣體等。
來源：Journal of Advanced Ceramics
（中國粉體網編輯整理/空青）
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