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显微镜下观察到的钛酸钡的致密微观结构。
钛酸钡是一种重要的电陶瓷材料，主要应用于制造电容器和电子产品。为了提高钛酸钡的致密性并保持其介电性能，工程师们必须对其进行二次加热处理。近日，据《欧洲陶瓷学会期刊》报道，美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员已经在创纪录的低温（约300℃）条件下，成功制造了钛酸钡电陶瓷材料。该材料的致密性非常好，质量与高温商业化产品无异。该成果将对行业的节能减排产生积极作用。
烧结是一种利用热和压力将细小粉末压缩成固体的工艺。此前，冷烧结技术多使用中性或酸性溶液作为助剂。此次，研究人员在陶瓷粉末中加入了碱性的氢氧化物。他们发现，氢氧离子有助于低温条件下制备具有介电性能的钛酸钡。
宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程学教授Clive Randall说：“我们的研究表明，以前难以烧结的材料也可以烧结了。这让我们有了新的目标，那就是找到合适的化学助剂，让所有的陶瓷材料，甚至金属材料都能冷烧结。陶瓷设备支撑着现代电子工业。例如，仅仅在你使用的手机中，可能就至少有上千个组件是由钛酸钡制成的。因此，将低温冷烧结技术应用于钛酸钡材料制造的影响是非常巨大的。”
研究人员表示，降低钛酸钡材料的商业制造温度不仅可以节约能源，还能为在电容器中使用廉价金属或者加入聚合物复合材料奠定基础。
Randall说：“低温冷烧结技术对电容器公司颇具吸引力。他们会通过宾大介质和压电材料中心（CDP）与技术人员展开合作。”
科界原创
编译：雷鑫宇
审稿：阿淼
责编：唐林芳
期刊来源：《欧洲陶瓷学会期刊》
期刊编号：0955-2219
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/ps-csp022620.php
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