有了“海绵陶瓷”再也不用担心陶瓷易碎了

小陶陶 2018-09-05   德化陶瓷产业创新发展研究院2309
1351
0

大家都知道,

陶瓷是一种质地坚硬,耐高温,抗腐蚀的材料

海绵则是能够被轻易改变形状的轻型柔软材料

如果把这两种相反的材质结合在一起,

会发生什么呢?

中国科学家完成了一件许多人都不敢想的创举。

真的将这两种材料有机地结合在了一起,

这便是海绵陶瓷”了!



话说这海绵陶瓷可真不简单呢,

不仅超轻、耐热,其制备过程也快速经济,

据小研了解

该材料可以被轻松揉捏成任意形状,

却还具备传统陶瓷坚固,耐高温,抗腐蚀的优良特性,

可是真了不得呢!


那么小伙伴们就要问了这么神奇的东西是什么?

下面让小研为大家娓娓道来

    与传统陶瓷气凝胶的珠链状纳米颗粒结构不同,新材料在纤维冷冻成型技术的作用下,具有独特的纤维状腔壁结构。

    海绵陶瓷的制作

    首先,这个纳米纤维是如何制作组成海绵的呢?

    纳米纤维一般通过静电纺丝或3D激光打印等工艺进行生产,前者不适合于将纳米纤维组建成为三维结构;后者则耗时较多,成本较高。研究团队用廉价高效的气流纺丝技术,通过高速的气流将陶瓷前驱体溶液拉伸为纳米纤维,并用一种多孔收集器将其收集组建成为海绵结构,加热除掉前驱体中的高分子与溶剂,以得到一个由相互缠结的陶瓷纳米纤维组成的海绵。



纳米级别的纤维





静电纺丝技术





3D激光打印


    其次,该材料通过将陶瓷纳米纤维嵌入到海绵中纺织在一起制成,因此非常轻。具体工作原理是,陶瓷溶液从微小的喷丝孔喷射到纺丝箱中,然后喷射出来的丝就会缠绕到一起,就像用糖丝制作棉花糖一样。

    所以,最终制备得到的材料可以像棉花糖一样又轻又软。当人们挤压该陶瓷材料时,它可以被压扁然后反弹回近似原始形态,而且不会被损坏。

    新材料测试

前面说到该材料的高度变形又可承受高温,

小研带大家看看测试结果吧


   为了测试它们的耐热性,研究人员将花瓣放置到不同的材料上,比如铁、氧化铝泡沫以及新型氧化锆陶瓷海绵等。顶部的发热体将其加热至752度,10分钟后,铁、氧化铝泡沫等材料上的花瓣都变得松脆。而氧化锆陶瓷海绵上的花瓣只是变得有点枯萎,并且一小时之后,海绵顶部的温度仅有200度,展现了很好的耐热性能


    运用领域

    这么牛逼的材料我们将会有可能运用在什么领域呢?

    海绵陶瓷的高耐用性,研究人员希望利用这一优势,将其利用在隔热材料,甚至是对重量、灵活性以及隔热性都有要求的消防服上。此前有人开发了可弯曲的耐热陶瓷,但是它们多类似于薄纸状而不是棉花球状,而且应用范围往往限于电子工业。


    陶瓷的耐高温特性,还可以将其用作机体材料,这样一来,在高空高速移动摩擦空气而引发的红外信号特征将被大大降低,让战机隐身效果更上一层楼,目前,中国实验团队发现“海绵陶瓷”可以承受1100摄氏度的高温。

    除了耐热性,海绵陶瓷还具有良好的通透性,因此可以用于过滤污水,在光照下除去污染颗粒。当代的水过滤技术中,所用的过滤材料大多是粉末状,并且难以重复利用。而这种新型的陶瓷材料具有光照下仅用15分钟就可以把人工染料分解掉,将清洁后的水挤出陶瓷后,又可以重复利用的优势。


    小研认为如果将来研制出能够耐2000度高温的陶瓷,再应用于航空发动机的喷口,那将是革命性的一天,不仅解决了长期以来制约我国发动机发展的材料问题,还将进一步提高战机的隐身性能,中国,请继续加油吧!

 



 

 




 














 



          









责任编辑:苏晓薇

本文系本网编辑转载,转载目的在于传递更多的陶瓷信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,我们将在第一时间做出处理!
评论(0)



首页关于我们寻求报道

陶瓷头条 版权所有Copyright©2024 taocitoutiao.com
首页 头条 视频 品牌
取消

历史搜索清除记录

热门搜索