7月31日，俄羅斯科研團隊一項在純水中以冷燒結（Cold Sintering Process，CSP）方式制備多孔氧化鋁陶瓷的成果發表在陶瓷“ceramics”期刊，研究人員采用CSP法以γ-Al(OH)₃粉末為原料，在380-450℃和220MPa的壓力下，在30分鐘內生產出開孔率高達36%的多孔α-Al₂O₃陶瓷。

論文地址：https://doi.org/10.3390/ceramics7030067

CSP制備的氧化鋁陶瓷（工藝參數：450℃，220MPa）

多孔氧化鋁陶瓷廣泛應用于各種應用，包括過濾器、基板和生物醫學材料，它的制備路線有多鐘，例如部分燒結、犧牲模板、復制技術、直接發泡和3D打印。但是，這些方法都涉及多個工序以及1500℃以上的高溫燒結，這需要昂貴的設備和高能耗。在2016年提出的冷燒結（CSP）與傳統方法相比，能確保陶瓷在極低的溫度下固化和燒結，因而得到快速發展。

譯者注：冷燒結工藝即通過將材料與少量的液體添加劑混合，然后在相對較低的溫度（通常在室溫到300℃之間）和高壓下進行壓制，從而實現材料的燒結。該技術的主要優勢在于它可以在比傳統燒結工藝更低的溫度下處理材料，減少能耗并允許處理在高溫下會分解或失效的材料。

350MPa壓力下、溫度為380℃（a）、410℃（b）和 450℃（c、d）時CSP制備的陶瓷斷裂表面SEM圖像

科研團隊本次CSP的起始材料是γ-Al(OH)₃(95wt.%)和α-Al₂O₃(5wt.%)，將混合物放入裝有圓形加熱器和保溫層的模具中，加入蒸餾水，在90-350MPa的壓力下進行單軸壓制，加熱至380-450℃，恒溫保壓30min，冷卻至室溫后從模具中取出陶瓷樣品。實驗結果顯示，初始的γ-Al(OH)₃粉末脫水，形成γ-AlOOH和少量χ-Al₂O₃相。后續處理形成細長的γ-AlOOH晶粒，聚結成板狀結構，最終轉變為α-Al₂O₃晶粒。然而，較高的壓力會阻γ-AlOOH脫水并阻礙α-Al₂O₃的形成。

本次制備的36%開孔率的陶瓷與傳統制備方法相當，驗證了CSP法制備多孔氧化鋁陶瓷在過濾器、熱絕緣體以及聚合物和金屬復合材料中的部件等應用方面具有廣闊的潛力。

編譯整理 YUXI