據(jù)最近發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上的論文，美國(guó)東北大學(xué)的研究人員開(kāi)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(jī)和其他無(wú)線電部件在內(nèi)的散熱電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。2021年7月，研究人員正在測(cè)試一種實(shí)驗(yàn)性陶瓷化合物。

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)，它變形了。幾次試驗(yàn)后，研究人員意識(shí)到，他們可以控制其變形。于是，他們開(kāi)始對(duì)陶瓷材料進(jìn)行壓縮成型，發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程非?？焖?。

底層微觀結(jié)構(gòu)允許全陶瓷在成型過(guò)程中快速傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)熱量有效流動(dòng)。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(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能。這種熱成型陶瓷是材料的一個(gè)新領(lǐng)域。

這款新產(chǎn)品有可能帶來(lái)兩項(xiàng)行業(yè)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(lái)說(shuō)，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。

東北大學(xué)機(jī)械和工業(yè)工程副教授蘭德?tīng)?middot;厄布說(shuō)：“這種以聲子晶體為基礎(chǔ)的陶瓷允許熱量在沒(méi)有電子傳輸?shù)那闆r下流動(dòng)。它不會(huì)干擾手機(jī)和其他系統(tǒng)的無(wú)線電頻率。”

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。研究人員展示了這種陶瓷的非牛頓行為，他們通過(guò)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。

研究人員認(rèn)為，未來(lái)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。