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財聯社上海10月11日訊(編輯 黃君芝)近期,美國東北大學的工程師們開發出了一種新型陶瓷材料,它可以被壓鑄成復雜而輕薄的零件。據稱,這一突破可能會在包括手機在內的電子領域開辟新的應用領域,成為更高效、更耐用的散熱材料。
有趣的是,這種全新材料實際上是來源于一次實驗室事故。2021年7月,研究人員正在測試一種實驗性陶瓷化合物。理論上,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。
然而,當研究人員用噴燈噴它的時候,陶瓷意外變形并從固定裝置上掉了下來。本以為實驗失敗了,但最終發現樣品完好無損,只是形狀不同而已。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,并發現這一過程非常快速。
對這種陶瓷的進一步研究揭示了其底層微觀結構,這允許它在成型過程中快速傳遞熱量,實現熱量有效流動。研究人員表示,這種陶瓷可以形成精致的幾何形狀,在室溫下表現出卓越的機械強度和導熱性能。這種熱成型陶瓷是材料的一個新領域。
該研究的作者Jason Bice說,“這是獨一無二的:從我們所看到和讀到的來看,熱成型陶瓷實際上并不存在。所以這是材料領域的一個新前沿。”
就電子應用而言,它的一個優點是它作為熱導體的效率高,可以冷卻高密度電子產品。一般來說,手機和其他電子產品都安裝了一層厚重的鋁層,這是吸收設備熱量所必需的。新材料厚度不到一毫米,可被塑造成更有效的散熱器件。
此外,它還不會傳輸電子,也不會干擾射頻頻率。東北大學機械和工業工程副教授Randall Erb說:“這種以聲子晶體為基礎的陶瓷允許熱量在沒有電子傳輸的情況下流動。它不會干擾手機和其他系統的無線電頻率。”
研究人員總結稱,未來這種新型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。這項研究成果已于近期發表在了《先進材料》雜志上。