陶瓷质料于烧结历程中存于自觉紧缩，尤其是高气孔率泡沫陶瓷，其烧结紧缩率高达40~80vol%。2020年8月10日获悉，清华年夜学质料学院杨金龙传授课题组及苏黎世联邦理工学院安德烈传授（Prof.André Studart，ETH Zürich）课题组配合发现了一种经由过程金属颗粒自组装制备超不变的泡沫浆料，初次基在金属颗粒的柯肯达尔效应制备了烧结无紧缩且机能优秀的Al2O3陶瓷和Al2O3/Al复合质料，展现了Al核/ Al2O3壳层布局于热氧化历程中发生的空心化历程和机理，并进一步使用亚微米级粉体原位空心化酿成的膨胀与粉体烧结紧缩相抵消，真正实现了陶瓷质料的烧结零紧缩甚至是负紧缩制备，是一种倾覆性的技能立异。

经由过程于亚微米级标准构建多级孔布局，这类新型的空心球组装质料具备超高的力学机能，气孔率为90%的氧化铝泡沫陶瓷抗压强度高达14.8MPa，可见报导近似泡沫陶瓷的2~10倍，如图1及表1所示。图2为多级空氧化铝泡沫陶瓷显微布局。该研究事情还有论证了该思绪联合3D打印、冷冻注模工艺、凝胶注模成型工艺等差别方式构建多级孔质料的普适性，为近净尺寸制备轻质高强陶瓷质料提供了新思绪。

图1 空心微珠组装多级孔陶瓷的力学机能

表1 烧结不紧缩Al/Al2O3复合泡沫质料与传统亚微米粉体系体例备的氧化铝泡沫陶瓷对于比

图2 多级空氧化铝泡沫陶瓷显微布局

相干研究结果申请发现专利，并以“经由过程胶体自组装及金属颗粒氧化修筑的超强多级孔质料”（Ultra-strong hierarc三木SEO-hical porous materials via colloidal assembly and oxidation of metal particles）为题发表于期刊《进步前辈功效质料》(Advanced Functional Materials)。主编及审稿人对于该研究事情赐与高度评价：“此篇文章应作为很是主要的文章（VIP）发表。该文章的事情是质料的科学与技能两方面的庞大前进，这类新型修筑陶瓷质料的历程可以制备比其他要领具备更高强度的氧化铝泡沫陶瓷，尤其是对于在高气孔率（气孔率于85%-95%之间的）泡沫陶瓷来讲。该文章报导的制备多维度近零尺寸紧缩的泡沫陶瓷，从经济化角度来看，对于制造繁杂外形器件具备庞大意义。文章中有很多科学性立异。例如使用克肯达尔效应获得的空心球制备宏不雅陶瓷坯体的设法，长短常具备创造性的；经由过程节制烧结历程中坯体紧缩/膨胀的均衡来实现体积的近零紧缩的做法，对于在陶瓷制备工艺具备庞大孝敬。文章中将此要领联合在3D打印技能、冷冻注模、凝胶注模等要领，为这类要领于制备繁杂外形器件方面的运用奠基了基础。”

该论文通信作者为清华年夜学质料学院杨金龙传授及苏黎世联邦理工学院安德烈传授，第一单元为清华年夜学质料学院，霍文龙博士与张笑妍博士为该文的配合第一作者。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202003550

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