Sentezlenen seramikler, yüksek sıcaklıklarda uzun süre ısıtmayı gerektirebilir, bu da yüksek verimli malzemelerin hızlı bir şekilde geliştirilmesini zorlaştırır. Maryland Üniversitesi' nden bilim insanları sıcaklığı hızla artırmak ve azaltmak için ince karbon şeritlerin rezistif ısınmasını kullanan yeni bir seramik sinterleme tekniği geliştirdi. Bu yöntem, uçucu elementlerin kaybını azaltırken çok çeşitli seramiklerin hızlı sentezine izin verir. Ultra hızlı sinterleme, yeni katı hal elektrolitlerinin geliştirilmesi de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için ideal özellikleri hızlıca taramak ve birçok bileşimi sentezlemek için idealdir.

Seramikler pillerde, elektronik cihazlarda ve bir takım zorlu ortamlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak geleneksel seramik sinterleme genellikle saatlerce işlem süresi gerektirir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için bilim insanları, hem modern seramiklerin ihtiyaçlarını karşılayan hem de yeni malzeme yeniliklerinin keşfini teşvik eden ultra hızlı yüksek sıcaklık sinterleme yöntemini icat ettiler.

Geleneksel sinterleme teknikleri uzun bir işlem süresi gerektirir. Alternatif sinterleme teknolojileri (mikrodalga destekli sinterleme, kıvılcım plazma sinterleme ve flaş sinterleme) genellikle malzemeye özgü ve / veya pahalı oldukları için kullanımları sınırlıdır.

Geliştirilen yeni ultra yüksek sıcaklık sinterleme yöntemi, yüksek ısıtma ve yüksek soğutma oranları, eşit sıcaklık dağılımı ve 3.000 santigrat dereceye kadar sinterleme sıcaklıkları sunmaktadır. Tüm bu işlemler toplam sinterleme işleminin 10 saniyeden daha az sürede yapılamasına olanak tanıt, bu süre geleneksel sinterleme yaklaşımından 1000 kat daha hızlıdır.

Araştırma ekibinden Prof. Liangbing Hu, “Bu buluşla, radyasyon ve ısı iletimi yoluyla peleti hızla ısıtan iki karbon şeridi arasında, seramiği oluşturacak tozun sıkıştırılmasıyla elde edilen yeşil peleti ‘sandviç' haline getirdik. Bu da kalıcı bir sıcaklık ortamı yatarak seramik tozunu hızla kaynaşmaya zorladı. Bu sıcaklık aslında herhangi bir seramik malzemeyi sinterlemek için yeterince yüksek. Bu patentli işlem, seramik dışındaki diğer kaplamalara da genişletilebilir” dedi.

Hızlı sinterleme teknolojisi, bir dizi yüksek sıcaklık teknolojisine odaklanan bir UMD spinoff şirketi olan HighT-Tech LLC aracılığıyla ticarileştiriliyor.

Çalışmanın detaylarına ulaşmak için https://science.sciencemag.org/content/368/6490/521