Amerikanische Ingenieure haben eine neue Art von Keramikmaterial entwickelt, das durch Hochtemperaturumformung in komplexe Formen gebracht werden kann, einschließlich dünner Bleche für effizientere und zuverlässigere Kühlkörper. Es ist bemerkenswert, dass die Entdeckung das Ergebnis eines Laborunfalls war.
Durch das Experimentieren mit Keramik auf Borbasis erhöhten Spezialisten der Northeastern University, ohne es zu wissen, die Zugfestigkeit des Materials auf einen kritischen Zustand. Unter der Wirkung einer Lötlampe verformte es sich plötzlich und fiel aus der Verriegelung. Nach der Untersuchung der Probe stellten die Wissenschaftler fest, dass sie völlig intakt war, nur eine andere Form annahm. Nachfolgende Experimente machten deutlich, dass die Verformung kontrolliert werden kann, schreibt New Atlas.
Das Verhalten des Materials widerspricht der gängigen Meinung darüber, wie Keramik geformt wird und welchen Belastungen sie standhalten kann. Bei extremen Temperaturen wird es wahrscheinlich reißen und brechen, aber nicht in diesem Fall: Diese Art von Keramik kann einer Lötlampentemperatur von 1000-1200 Grad standhalten und bleibt intakt.
Eine weitere Untersuchung des Materials ermöglichte es, seine Mikrostruktur zu verstehen, die eine so schnelle Wärmeübertragung ermöglicht. Während des Pressens und Hochtemperaturformens, einem Prozess, der üblicherweise bei thermoplastischen Kunststoffen und Blechen angewendet wird, haben Forscher herausgefunden, dass Keramiken zu komplexen Geometrien geformt werden können, während sie eine hohe mechanische Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit beibehalten.
Im Zusammenhang mit der Anwendung des Materials in der Elektronik wird es auch dadurch begünstigt, dass es keine Elektronen trägt und keine Hochfrequenzstörungen erzeugt. Statt einer dicken Aluminiumschicht zur Wärmeableitung in Smartphones und anderer Elektronik könnte eine neue weniger als einen Millimeter dicke Keramikschicht zum Einsatz kommen, die sich zudem präzise an verschiedene Oberflächen formen lässt.
„Wenn Sie einen Aluminiumkühlkörper auf eine HF-Komponente setzen, platzieren Sie tatsächlich Antennen, die das HF-Signal stören“, sagte Professor Randal Erb. „Stattdessen können wir unser Bornitrid-Material um die HF-Komponente legen und es wird für das Signal praktisch unsichtbar.“
Vor ein paar Jahren wurden keramische Butan-Brennstoffzellen in Korea hergestellt. Der Dünnschichtkatalysator erhöhte die Leistung von Butankraftstoff bei Temperaturen von 600 °C und darunter.
2022-10-12 21:11:43
Autor: Vitalii Babkin