據(jù)最近發(fā)表在《先進材料》雜志上的論文，美國東北大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種可壓鑄成復(fù)雜零件的全陶瓷材料。這一行業(yè)突破可能改變包括手機和其他無線電部件在內(nèi)的散熱電子產(chǎn)品的設(shè)計和制造。2021年7月，研究人員正在測試一種實驗性陶瓷化合物。

陶瓷在受到極端的熱變化和機械壓力時，容易因熱沖擊而破裂，甚至爆炸。當用噴燈噴陶瓷時，它變形了。幾次試驗后，研究人員意識到，他們可以控制其變形。于是，他們開始對陶瓷材料進行壓縮成型，發(fā)現(xiàn)這一過程非?？焖佟?/p>

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，實現(xiàn)熱量有效流動。研究人員表示，這種陶瓷可以形成精致的幾何形狀，在室溫下表現(xiàn)出卓越的機械強度和導(dǎo)熱性能。這種熱成型陶瓷是材料的一個新領(lǐng)域。

這款新產(chǎn)品有可能帶來兩項行業(yè)改進。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。

東北大學(xué)機械和工業(yè)工程副教授蘭德爾·厄布說：“這種以聲子晶體為基礎(chǔ)的陶瓷允許熱量在沒有電子傳輸?shù)那闆r下流動。它不會干擾手機和其他系統(tǒng)的無線電頻率。”

另一個改進是它可以直接與電氣部件進行形狀匹配。研究人員展示了這種陶瓷的非牛頓行為，他們通過振動將一團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。

研究人員認為，未來這種全陶瓷材料可用于塑形，貼合到各種電子部件上。這種陶瓷將比目前使用的金屬更薄、更輕、效率更高。