孔隙率34%，强度497MPa--定向凝固多孔陶瓷强度创纪录

3月8日，NanoLett期刊发表一项以“Ultrahigh-Strength Porous Ceramic Composites via a Simple Directional Solidification Process”为题的研究成果，西北工业大学凝固技术国家重点实验室研究人员利用简单的定向凝固工艺，制备出的孔隙率为34%的多孔陶瓷复合材料在常温下抗弯强度为497MPa，创下了目前所有多孔陶瓷强度的新纪录。

论文地址：

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00116

多孔陶瓷内部气孔的三维结构特征

多孔陶瓷的孔隙和强度之间的矛盾极大地阻碍了它们的应用。本次科研团队提出了一种简单的定向凝固工艺，该工艺依靠其原位成孔机制来制备Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2具有高度致密和纳米结构的共晶骨架基体和莲花型多孔结构的多孔共晶陶瓷复合材料。这种多孔复合陶瓷拥有精细的层状结构和牢固的键合界面，除了常温条件创下纪录的超强抗弯强度，并且在温度升高至1773K时，其强度可以保持在324MPa。该研究首次为同时实现多孔骨架基体强化和孔隙结构优化提供了解决方案，展示了定向凝固在高效制备高纯度超高强度多孔陶瓷的巨大潜力。

关于凝固技术国家重点实验室

该实验室是在西北工业大学原铸造专业国家重点学科基础上建立起来，并发展成为由材料科学与工程国家A类一级重点学科支撑的国家重点实验室。实验室以凝固理论和技术为基础和核心，主要研究方向包括：现代凝固理论、材料精确成形和航空航天先进材料。