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雷击:AC/DC岩石烧结

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通过应用60赫兹的交流电(AC),研究人员能够将陶瓷的晶粒尺寸缩小63%,并在1250摄氏度时消除孔隙,而在没有电场的情况下,需要1500摄氏度。

当我说陶瓷时,你想到的是碗和盘子,对吧?但陶瓷也被用于防弹衣、燃料电池、火花塞、核棒、航天飞机、超导体和其他成百上千你可能不知道但会认为非常重要的东西。一项新的研究现在显示出制造商可以用更少的钱、更少的能源制造和塑造陶瓷和陶瓷产品。同时,他们还可以使陶瓷更坚固。的诀窍是什么?电力。

让我们从烧结过程开始。烧结是指制造商(或研究人员)将一些陶瓷粉末(如氧化锆)压缩成想要的形状,然后将其置于极高的热量中,直到粉末颗粒结合在一起,材料不再多孔。对于氧化锆(3Y-TZP),我们讨论的是在1500摄氏度左右烹饪陶瓷。当它完成时,你将得到一个细粒度的陶瓷产品,其颗粒直径约为360纳米(纳米)。

新的研究表明施加一个60赫兹的交流电场(13.9伏特/厘米)仅在1250摄氏度就能消除孔隙。使用交流电场可以得到更细的晶粒尺寸——直径约为134纳米。粒度越细,陶瓷的强度越高(但这是另一篇博文)。换句话说,使用少量的电意味着你可以在烧结过程中使用更低的热量。这样既省电又省钱。这意味着为终端用户提供更坚固的陶瓷。这对制造商和消费者来说都是好消息。

使用直流电场也能提高烧结效率,但效果不如交流电场。

这些发现是在今年早些时候的研究这表明电场的使用可以使它大大易变形的陶瓷材料。换句话说,电可以使制造商更容易地将陶瓷制成他们产品所需的任何形状。高压是不必要的。

看来电场可能是陶瓷的未来。

PS:这里是一些AC/DC歌曲的标题,我试图纳入这篇文章,但没有成功高电压通电的电线金钱万能。然而,我有狠狠地踢了一脚在火焰中被击落

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