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俄羅斯開發(fā)出獲得金屬陶瓷新方法


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    俄羅斯科學(xué)家通過燃燒金屬,控制其氧化過程的方法,獲得了獨特結(jié)構(gòu)的金屬陶瓷材料。2002年10月下旬,該科研成果獲得"俄羅斯科學(xué)院出版獎"。
    眾所周知,陶瓷材料是一種又輕又硬,耐高溫、防腐蝕的工業(yè)材料,有著非常廣泛的用途。但陶瓷材料很脆,用它很難制成形狀復(fù)雜的器件。一般條件下獲得的陶瓷材料呈粉末狀,對其進行擠壓和燒結(jié)后才可獲得成品。但用傳統(tǒng)的方法獲得50微米厚度的陶瓷網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)就更難。
    俄羅斯科學(xué)院陶瓷材料化學(xué)物理問題研究所科研人員通過燃燒金屬、控制氧化過程的方法,使陶瓷材料自行生長,獲得了獨特的"蜂窩"狀陶瓷材料?蒲腥藛T首先將金屬制成薄片或細絲,然后對其進行燃燒。金屬逐漸氧化,最終變成了形狀同金屬相同,但結(jié)構(gòu)完全由陶瓷構(gòu)成的材料。在研究過程中,科研人員發(fā)現(xiàn),氧化過程中氧化薄膜有兩種生長方式。第一是在一定的溫度和壓力下,氧原子通過氧化薄膜的內(nèi)部吸附在金屬上。這時,在原來金屬的位置形成了氧化物。第二,當金屬原子透過氧化薄膜時,金屬原子在外面開始生長。這時,在原來金屬的位置上形成了孔隙。
    研究人員在介紹由他們研制的網(wǎng)狀陶瓷材料的用途時指出,用它們雖不能制成堅硬的大型產(chǎn)品,但可以用于一些特殊的工業(yè)生產(chǎn)。比如,用作汽車尾氣凈化催化劑的載體材料。目前歐洲的催化劑載體每平方英寸上只有200個孔,孔與孔之間的厚度達150微米。利用新的陶瓷材料可使孔隙達到350個以上,孔與孔之間的厚度可減少到50微米。
    俄科研人員用該方法燃燒10微米的鐵絲時,獲得了直徑15微米、長10厘米的由赤鐵礦組成的完整的陶瓷管,制成了管道分布呈燕尾狀的熱交換器。
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