美國(guó)東北大學(xué)（Northeastern University）的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種可壓縮成型為復(fù)雜形狀部件的氮化硼基陶瓷材料，這一突破可能會(huì)改變包括手機(jī)在內(nèi)的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和構(gòu)造。該成功近期發(fā)表于Advanced Materials上。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202203939

東北大學(xué)DAPS實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，機(jī)械和工業(yè)工程副教授Erb博士表示，材料的開(kāi)發(fā)源于一次偶然。當(dāng)時(shí)科研團(tuán)隊(duì)正在為一個(gè)工業(yè)合作伙伴的項(xiàng)目測(cè)試一種化合物陶瓷，結(jié)果部件從夾具上意外掉落后并沒(méi)有破損，而是發(fā)生了形變。Erb說(shuō)，“在試過(guò)幾次之后，我們又開(kāi)始對(duì)材料進(jìn)行壓制成型，而這非常便捷。”

具體來(lái)說(shuō)，研究人員通過(guò)組合振動(dòng)和流延光聚合工藝制造的燒結(jié)氮化硼復(fù)合片材表現(xiàn)出高度取向的微觀結(jié)構(gòu)，這使得這些預(yù)制片材在壓縮成型過(guò)程中可以作為粘性賓漢假塑性（Bingham flow，牛頓流體）流動(dòng)材料。（譯者注：一定范圍內(nèi)基本符合牛頓定律的流體在流變學(xué)中被當(dāng)做牛頓流體進(jìn)行處理。如食品中的水、普通蜂蜜、油、酒、液糖、玉米糖漿、過(guò)濾后的果汁等；在自然界中的食品，不符合牛頓流體定律的流體占大多數(shù)，包括濃果汁、果醬、全雞蛋、菜泥、濃牛奶以及巧克力漿等固液懸浮體都是非牛頓流體。）這些燒結(jié)的全陶瓷預(yù)制件熱成型為薄而復(fù)雜的部件，其厚度可低至200μm。此外，利用新的工作流程來(lái)生成定制的全陶瓷散熱器還可以壓裝到印刷電路板上，毫不顯眼但性能卻優(yōu)于金屬散熱器。

基于聲子晶體的陶瓷允許熱量在沒(méi)有電子傳輸?shù)那闆r下流動(dòng)，它不會(huì)干擾手機(jī)和其他系統(tǒng)的射頻 (RF)。Erb說(shuō)，“如果你將鋁制散熱器放入射頻組件中，你基本上就引入了一系列天線來(lái)與射頻信號(hào)交互，相反，我們可以將我們的氮化硼材料放在射頻元件內(nèi)部和周圍，它對(duì)射頻信號(hào)基本上是不可見(jiàn)的。”

目前，研究團(tuán)隊(duì)正在通過(guò)他們的初創(chuàng)公司Fourier LLC開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品，該公司以兩個(gè)世紀(jì)前研究陶瓷熱流的法國(guó)數(shù)學(xué)家Joseph Fourier的名字命名。Fourier獲得了東北大學(xué)研究創(chuàng)新中心頒發(fā)的50000美元的Spark基金獎(jiǎng)。

編譯 YUXI

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