港科大杨征保课题组《自然·通讯》：基于焦耳热的复杂形状陶瓷的可编程快速制造

主要观点总结

香港科技大学杨征保课题组研发了一种基于焦耳热的可编程陶瓷塑形与烧结（USS）工艺，用于制备具有复杂三维形状的块体压电陶瓷器件。该工艺通过热场与机械变形的协同作用引导陶瓷粉末压实体变形及致密化，具有快速、灵活调节热场、能耗低等优点。相关论文发表在《自然·通讯》杂志上。

关键观点总结

关键观点1: 研发内容与目的

杨征保课题组基于焦耳热技术，提出了一种新的陶瓷塑形与烧结工艺（USS），主要用于制备具有复杂三维形状的压电陶瓷器件。

关键观点2: 工艺特点

USS工艺通过可编程控制的热场与机械变形协同作用，引导陶瓷粉末压实体变形及致密化，得到具有三维非平面形状的陶瓷器件。其优点包括快速、灵活调节热场、缩短加工时长和降低能耗。

关键观点3: 研究亮点

1）成功制备了具有扭转形状的钛酸钡压电陶瓷；2）在压电陶瓷表面成功压印了微结构；3）与传统的马弗炉相比，USS工艺使用的碳毡焦耳热平台更易于调节热场的分布和实现快速的升温与降温。

关键观点4: 背景介绍

材料的形状与其固有属性同样重要，高效的材料塑形方法是材料实际应用的重要环节。块体压电陶瓷因优点广泛应用于各种电子器件。但压电陶瓷的高脆性与高硬度使其难以被快速高效地加工成三维复杂形状。本研究的背景是探索对陶瓷材料进行热塑成型的方法。

关键观点5: 研究团队与合作者

研究团队包括香港科技大学杨征保教授、普渡大学博士后研究员单尧博士、香港科技大学博士后研究员李学木博士等。共同发表了相关论文并展示了研究成果。

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