巧施“内力”,攻克非对称陶瓷膜致密化难题 | 科技前线
新浪财经·2026-01-21 20:21
(来源:中科院之声) 非对称陶瓷膜是气体分离、能源转换等前沿领域的关键组件,其典型结构为一个多孔支撑基底和一层必须完全 致密的功能薄膜。将二者通过高温共烧结形成一体化结构,是制备非对称陶瓷膜的关键步骤与长期挑战。 近期,中国科学院大连化学物理研究所团队提出了自压缩应力策略,为涉及"多孔支撑体—致密功能层"结构的 先进陶瓷膜制备,提供了一条通往高性能、低成本、低温制造的全新路径。 01 变"收缩失配" 为"致密动力" 由于非对称陶瓷膜的两层材料在高温下的收缩行为失配,非对称膜极易发生开裂、翘曲。更严重的是,高温本 身会引发元素挥发、杂质偏析和层间有害迁移,严重损害材料性能。因此,探索一条不依赖极端高温的非对称 膜高质量共烧路径,能够从根本上抑制高温损伤。 针对这一难题,研究团队提出了一种颠覆性的逆向思维:主动利用多孔载体与功能薄膜的收缩差异,将其转化 为非对称膜的致密化驱动力。 如果让多孔支撑体在烧结时比功能薄膜收缩得更快、更剧烈,那么支撑体就会像一个从外围均匀收紧的"模 具",对薄膜施加持续、均匀的径向压缩应力。 这种自压缩应力就像在材料内部集成了一台微型压力机,能从四面八方"挤压"薄膜,强力促进颗粒重排、孔 ...