陶瓷材料具有優(yōu)良的機、電、熱性能,在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。眾所周知,陶瓷是在1000℃以上的爐窯內(nèi)燒結(jié)而成,這是一個需要消耗大量能量的過程,如何在不影響陶瓷性能的情況下降低其燒結(jié)溫度一直以來是研究的熱點。
近日,瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)研究中心(Switzerland's ETH Zurich research center)的科學(xué)家們成功發(fā)明出一種更加節(jié)約能量的室溫陶瓷制備技術(shù),取代了傳統(tǒng)的燒窯。
這種工藝被稱為“冷燒結(jié)”:將極細的碳酸鈣粉末和水混合后置于模具中。通過液壓機對混合物施加壓力,將其壓實成固體。
該過程類似于自然界中沉積巖的形成過程,自然界中沉積巖就是通過上覆沉積物的不斷擠壓形成的。雖然形成沉積巖需要數(shù)百萬年時間,但冷燒結(jié)陶瓷的形成在一小時內(nèi)就能完成。
據(jù)稱,產(chǎn)品的硬度與石頭或者混凝土一樣堅硬,且其斷裂前可承受的力比混凝土大10倍左右。
該工藝所需能量比燒窯少很多,且自然界碳酸鈣資源豐富,甚至可以由從工業(yè)廢氣中捕獲的二氧化碳制得,并以陶瓷的形式永久儲存二氧化碳。此外,碳酸鈣還有可能與其它材料如塑料粉末等混合后形成復(fù)合材料。
目前,研究人員僅能生產(chǎn)尺寸約一法郎硬幣大小的樣品,使用當前的裝置也可以生產(chǎn)陶瓷浴室瓷磚等小物品,但若要制備大型物品的話,還需成比例地提高壓力。
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