工程师通过水热致密化开发环境友好的陶瓷复合材料

罗格斯大学的一位杰出教授和他的研究团队利用反应性水热液相致密化（rHLPD）工艺（也称为低温固化）开发了一种环保混凝土。

混凝土的发明者理查德·里曼（Richard Riman）此前获得了大量新型材料的多项专利，目的是创建一个“材料谷”——一系列衍生公司，一家公司的成功在这里启动另一家公司。他的第一项专利是一项利用低温在不同材料之间建立联系欧洲杯足球竞彩的节能技术，这项专利奠定了这一平台，迄今已用于生产30多种材料。

这项专利技术利用低温和水基反应生产出的材料只能在超过塑料分解范围的温度下制造。相反，这些材料可以在低于240°C（464华氏度，513.15 K）的温度下制造，其中许多材料是在欧洲杯足球竞彩室温下生产的。

rHLPD技术可用于多种材料，包括陶瓷、塑料和金属，以生产加工复合材料，模拟其他材料的性能，如木材、骨骼、欧洲杯足球竞彩贝壳和钢。所有的复合材料都是在可持续的条件下生产的，CO含量低₂脚印和环保。

Riman在几年前就提出了这个想法，但当时环保产品的驱动力还不存在。在这个环保意识很强的时代，人们认为现在是将这种新材料投入商业市场的最佳时机。

里曼现在正通过他的索里达技术公司生产环保水泥和混凝土，这些水泥和混凝土可以捕获碳并减少温室气体排放。这些材料的成本与标准波特兰水泥相同。价格与传统材料相匹配的能力，使该技术能够直接进入该行业，而无需大量资本支出。欧洲杯足球竞彩

这些环保材料可应用于广泛的行业和应用。这些材料具有优越的强度和欧洲杯足球竞彩耐用性，与传统材料相比，碳足迹可减少70%，而传统材料每年可减少528.3加仑。

rHLPD过程

传统的加工方法，如滑动铸造、浸渍涂层和溶胶-凝胶(等等)，首先被用来生产具有相互连通的孔隙的多孔基质，根据材料的要求可以生产各种形状和大小的多孔基质。

然后，多孔基质被含有可溶解的、反应性阳离子和/或阴离子的液-溶剂混合物渗透。接下来是水热反应，部分离解基质并形成反应产物，填充孔隙空间。

水热反应动力学允许加工温度为100 - 300°C。这个过程需要反应产物的摩尔体积大于基质的摩尔体积，因为反应前沿进入孔洞填充它。

这些孔也起到了结晶模板的作用，反应产物可以从孔溶液中均匀地成核和外延生长。通过控制和均匀的生长，孔隙起到约束网络的作用来生长晶体。

查看合成的内部

这种环保复合材料由两种主要的前驱体材料-氢氧化钡、Ba(OH)欧洲杯足球竞彩₂，这是渗透物种和二氧化钛，TiO₂，作为多孔骨架。形成的材料是纯相钛酸钡BaTiO_3.水是一种副产品。材料中还可能存在未反应的二氧化钛，该材料由钛酸钡包裹，因此该结构也可被视为BaTiO_3.(TiO₂].

像任何反应一样，温度和反应时间在合成过程中起着重要作用。也就是说，所有的样品，独立于这些参数，达到至少95 wt% (88 mol%)的结晶度与一个四方单元电池。只有2-4 wt%被认为是未反应的二氧化钛。

钛酸钡以前被规定要比它的复合对手弱。复合材料的抗弯强度在49 ~ 172 MPa之间，与常规方法制备的复合材料强度相当。在更高的温度范围(240°C)生产的复合材料表现出更高的致密程度和增加的晶体生长。

来源:

李强，唐丽丽，李强。反应水热液相致密化(rHLPD) - BaTiO3[TiO2]复合体系的研究。陶瓷。Soc。, 2016,99 (12), 3893 - 3901。DOI: 10.1111 / jace.14468

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