7月31日，俄罗斯科研团队一项在纯水中以冷烧结（Cold Sintering Process，CSP）方式制备多孔氧化铝陶瓷的成果发表在陶瓷“ceramics”期刊，研究人员采用CSP法以γ-Al(OH)₃粉末为原料，在380-450℃和220MPa的压力下，在30分钟内生产出开孔率高达36%的多孔α-Al₂O₃陶瓷。

论文地址：https://doi.org/10.3390/ceramics7030067

CSP制备的氧化铝陶瓷（工艺参数：450℃，220MPa）

多孔氧化铝陶瓷广泛应用于各种应用，包括过滤器、基板和生物医学材料，它的制备路线有多钟，例如部分烧结、牺牲模板、复制技术、直接发泡和3D打印。但是，这些方法都涉及多个工序以及1500℃以上的高温烧结，这需要昂贵的设备和高能耗。在2016年提出的冷烧结（CSP）与传统方法相比，能确保陶瓷在极低的温度下固化和烧结，因而得到快速发展。

译者注：冷烧结工艺即通过将材料与少量的液体添加剂混合，然后在相对较低的温度（通常在室温到300℃之间）和高压下进行压制，从而实现材料的烧结。该技术的主要优势在于它可以在比传统烧结工艺更低的温度下处理材料，减少能耗并允许处理在高温下会分解或失效的材料。

350MPa压力下、温度为380℃（a）、410℃（b）和 450℃（c、d）时CSP制备的陶瓷断裂表面SEM图像

科研团队本次CSP的起始材料是γ-Al(OH)₃(95wt.%)和α-Al₂O₃(5wt.%)，将混合物放入装有圆形加热器和保温层的模具中，加入蒸馏水，在90-350MPa的压力下进行单轴压制，加热至380-450℃，恒温保压30min，冷却至室温后从模具中取出陶瓷样品。实验结果显示，初始的γ-Al(OH)₃粉末脱水，形成γ-AlOOH和少量χ-Al₂O₃相。后续处理形成细长的γ-AlOOH晶粒，聚结成板状结构，最终转变为α-Al₂O₃晶粒。然而，较高的压力会阻γ-AlOOH脱水并阻碍α-Al₂O₃的形成。

本次制备的36%开孔率的陶瓷与传统制备方法相当，验证了CSP法制备多孔氧化铝陶瓷在过滤器、热绝缘体以及聚合物和金属复合材料中的部件等应用方面具有广阔的潜力。

编译整理 YUXI