烧陶瓷的新技术,比烤比萨还快

　　宾夕法尼亚州立大学材料科学和工程学专业的Clive Randall教授和他的同事们研发了一种叫做冷烧工艺(CSP)的新技术，它为结合原本不相容的材料(如陶瓷和塑料)开创了新的可能性，使人们能够创造出更多有用的新型复合材料，同时降低生产过程中的能量消耗。

　　陶瓷是最古老的人造材料之一，可以追溯到几千年前。在那时，大多数陶瓷都是通过高温加热制成的，要么在窑炉中煅烧，要么在锅炉中烧结陶瓷粉末。但是，这两种方法都会耗费巨大的能量。

　　Randall教授表示，“在现代社会的运行中，我们必须非常注意二氧化碳的排放和能量的消耗。如果能改造包括陶瓷在内的很多人造材料的制造工艺，降低二氧化碳的排放和能耗，那就太好了。”

　　他还说，“这不仅是一种冷烧工艺(从室温到200摄氏度)，还能在15分钟之内将一些材料的理论密度增加到95%以上。我们现在制造陶瓷的速度比烤比萨还快，而且所需温度更低。”

　　他们把最新发现的制作工艺发表在了学术期刊《高级功能材料》(Advanced Functional Materials)上，细致地描述了用CSP工艺对陶瓷和热塑性聚合物复合材料进行的共烧结过程。

　　为了展示这种工艺可应用材料的范围，他们还选择了3种复合材料做演示，从而补充3种不同陶瓷(1种微波电介质、1种电解质和1种半导体)的特性。

　　试验表明，这些复合材料可以在120摄氏度的情况下，在15到60分钟内被烧结至较高的密度。

　　Randall教授称，在操作的过程中，需要在陶瓷粉末中加入几滴水或是酸性溶液润湿。材料颗粒的坚硬表面会发生分解，并且部分溶解在水中，在颗粒-颗粒界面产生一种液相的状态。增加温度和压力后，水会流动，固体的粒子会在初始的致密化过程中发生重排。