最近，由中国科学院上海硅酸盐研究所王世伟研究员带领的科研团队与江西中科特陶瓷新材料有限公司合作，基于具有自主知识产权的自发凝固成型系统，即直径为1010mm的超大尺寸高纯氧化铝陶瓷盘，突破了干燥烧结过程中大尺寸陶瓷毛坯变形和开裂等关键瓶颈（. 1) 和双层同心高纯氧化铝成功制备了外径为200mm的气缸（图2）。该材料的主要性能指标优于国外同类产品的主要性能指标。
图 1 直径为 1010 毫米的高纯度氧化铝盘
图 2 外径为 200mm 的双层同心高纯氧化铝圆柱体 大尺寸/形状复杂的高纯氧化铝陶瓷元件广泛应用于集成电路制造、航空航天、深海探测等领域，但它们非常具有挑战性。国产高纯氧化铝陶瓷在尺寸、性能和稳定性方面与国外同类产品仍存在较大差距，导致国产高端设备严重依赖进口大尺寸/复杂形状的高纯氧化铝陶瓷组件。 自2003年以来，王世伟研究小组对一种新的原位固化体系进行了探索和研究，并开发了基于亲核加成聚合的水溶性环氧树脂聚胺凝胶体系（ZL200610024613.4）和自发凝固成型系统（ZL201110393876.3）。与其他凝胶体系相比，自发凝固系统形成的有机网络有利于水的运输，干燥应力更容易释放。同时，体系中添加的有机物很小，在脱粘过程中内部和外部温差的波动很小，烧结后绿体不会开裂。 自发凝固成型系统发明以来，王世伟的研究团队一直致力于成型技术的工程研究。2017年7月，上海硅酸盐研究所成立了江西中科特陶瓷新材料有限公司，以自凝系统为技术核心，进行大尺寸高纯氧化铝陶瓷部件的产业化。目前，公司已经掌握了自凝形成的大尺寸/复杂形状的氧化铝陶瓷零件的干燥、脱粘和高温烧结等关键技术，建立了批量生产线，实现了批量销售，赢得了中国半导体制造领域用户的高度赞誉。 自发凝固技术在制备具有大尺寸/复杂形状的先进陶瓷材料中的应用，具有显著的独创性和先进性。与传统的冷等静压成型相比，自发凝固成型不需要造粒、成型和冷等静压等三种重资产设备，有机物的添加量更少。这是一种低能耗、低排放、低运营成本的制造方法，符合国家 “双碳” 战略达到标准。该研究得到了上海市优秀技术领军人项目、国家自然科学基金总项目、科技部重点研发计划项目、江西省重点研发计划项目和中国科学院STS计划区域重点项目的支持。