最近，上硅所王士維研究員帶領的科研團隊與江西中科特瓷新材料有限公司合作，基于具有自主知識產權的PIBM自發凝固成型體系，突破大尺寸陶瓷素坯在干燥和燒結過程中的變形及開裂等關鍵瓶頸，成功制備出直徑達1010mm的超大尺寸高純氧化鋁陶瓷圓盤和外徑為200mm的雙層同心高純氧化鋁圓筒，材料主要性能指標優于國外同類產品水平。

直徑1010mm高純氧化鋁盤

外徑200mm雙層同心高純氧化鋁圓筒

大尺寸/復雜形狀高純氧化鋁陶瓷部件在集成電路制造、航空航天、深海探測等領域有著廣泛的應用，但其極具挑戰性。王士維研究團隊自2003年起開展新型原位固化成型體系的探索研究，先后開發了基于親核加成聚合反應的水溶性環氧樹脂-多胺凝膠體系（ZL200610024613.4）和自發凝固成型體系（ZL201110393876.3）中國建材網cnprofit.com。相比于其它凝膠體系，自發凝固體系形成的有機網絡有利于水分輸運，干燥應力更容易釋放，坯體干燥后不變形。同時，該體系有機物添加量少，坯體在脫粘過程產生的內外溫差波動小，坯體燒結后不開裂。

王士維研究員介紹，自發凝固成型技術就像做豆腐，在豆漿中點幾滴鹵水，豆腐就凝固了，而傳統的干壓法成型，就像壓制藥丸，將藥粉裝進一個模具中，施加壓力以成型。相較于傳統的干壓法，濕法的好處非常明顯，“濕法成型做出來的微觀結構非常均勻，這樣的材料性能才會好，可靠性才會高?！弊园l凝固成型技術中加入的有機物，就像制作豆腐中點入的鹵水，在加多少“鹵水”這件事上，團隊探索了很久，“其實我們做的方法別人也有類似的，但是別人做的有機網絡比較密，比較密的有機網絡，將會造成水從里向外干燥時，不容易走出來，我們意識到了這種有機網絡的疏密程度對其影響，因此我們是比較疏的，有利于水的輸運?！?/p>

科研團隊（來源：澎湃）

關于PIBM自發凝固成型

自發凝固成型技術應用于大尺寸/復雜形狀先進陶瓷材料的制備，具有顯著的原創性和先進性。與傳統冷等靜壓成型相比，自發凝固成型不需要造粒、模壓和冷等靜壓等三臺重資產設備，且有機物添加量少，是一種低能耗低排放低運行成本的制造方法，契合雙碳達標的國家戰略。異丁烯和馬來酸酐的共聚物(PIBM)多官能團共聚物是這一技術的核心。

關于中科特瓷

2017年7月，以PIBM自發凝固成型為技術核心，上海硅酸鹽所技術參股成立了江西中科特瓷新材料有限公司，開展大尺寸高純氧化鋁陶瓷部件的產業化工作。目前，該公司掌握了自發凝固成型大尺寸/復雜形狀氧化鋁陶瓷部件的干燥、脫粘和高溫燒結等關鍵技術，建立了批量化生產線，實現了批量化銷售，獲得了國內半導體制造領域用戶的好評。