閃速燒結(jié)(FS)是一種新型陶瓷加工技術(shù)，于2010 年由科羅拉多大學(xué)的Cologna 等首次報道，其來源于對電場輔助燒結(jié)技術(shù)(field-assisted sinteringtechnology，F(xiàn)AST) 的研究。

FS的主要優(yōu)勢在于它使用電流而非外部熱源在內(nèi)部加熱陶瓷樣品，因此可顯著降低陶瓷加工溫度和持續(xù)時間，使陶瓷能夠與金屬或其他材料共同加工，并降低能耗。不過當想擴展到工業(yè)制造的規(guī)模時，該工藝容易因熱管理不到位而很難獲得均勻的微觀結(jié)構(gòu)，繼而導(dǎo)致陶瓷品質(zhì)下降。因此迄今為止，FS僅在實驗室規(guī)模上得到了應(yīng)用。

快速燒結(jié)過程中可能產(chǎn)生的不同類型的熱梯度和微觀結(jié)構(gòu)梯度

不過，近日這項技術(shù)有了新的突破。華威大學(xué)、武漢理工大學(xué)、意大利特倫托大學(xué)、法國諾曼第大學(xué)(Normandie Université)及一家私人公司聯(lián)合發(fā)表了一篇關(guān)于閃速燒結(jié)技術(shù)現(xiàn)狀的綜述，重點介紹了陶瓷內(nèi)部不均勻區(qū)域的形成，這些區(qū)域目前限制了快速燒結(jié)的放大潛力。綜述發(fā)現(xiàn)，熱梯度是造成微觀結(jié)構(gòu)不均勻性的原因。

“通過FS等技術(shù)降低陶瓷加工溫度是制造復(fù)雜多材料結(jié)構(gòu)（如固態(tài)電池所需的結(jié)構(gòu)）以及降低陶瓷行業(yè)整體能耗的重要環(huán)節(jié)。”研究人員表示。“然而，該工藝必須生產(chǎn)出堅固的同質(zhì)陶瓷材料，才能得到廣泛應(yīng)用。這篇綜述解釋了為什么FS會導(dǎo)致陶瓷的不均勻性質(zhì)，并提出了一些途徑來減輕這些影響。”

目前綜述中提到的改進措施包括：1、改變施加電極的方法；2、通過隔熱提高熱均勻性；3、定制交流電的頻率；4、開發(fā)非接觸式電流施加方法（目前僅限于熱障涂層的固化）。

論文鏈接：

https://link.springer.com/article/10.1557/s43577-020-00010-2

來源：前瞻網(wǎng)

粉體圈整理