Recientemente, el equipo de investigación científica dirigido por el investigador Wang Shiwei, del Instituto de Silicatos de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, cooperó con Jiangxi zhongkete ceramic new materials Co., Ltd. para superar los principales obstáculos, como la deformación y el agrietamiento de la cerámica en bruto de gran tamaño durante el secado y la sinterización, basándose en el sistema de moldeo por solidificación espontánea con derechos de propiedad intelectual independientes, el disco cerámico de alúmina de gran tamaño y alta pureza con un diámetro de 1010 mm (figura 1) y alúmina concéntrica de alta pureza de doble capa el cilindro con un diámetro exterior de 200 mm (figura 2) se preparó con éxito. Los principales índices de rendimiento del material son mejores que los de productos extranjeros similares.
Figura 1 disco de alúmina de alta pureza con un diámetro de 1010 mm
Cilindro concéntrico de alúmina de alta pureza de doble capa de la figura 2 con un diámetro exterior de 200 mm Los componentes cerámicos de alúmina de alta pureza con un tamaño grande o una forma compleja se utilizan ampliamente en la fabricación de circuitos integrados, la industria aeroespacial, la exploración en aguas profundas y otros campos, pero son muy difíciles. Todavía hay una gran brecha entre la cerámica nacional de alúmina de alta pureza y los productos similares extranjeros en términos de tamaño, rendimiento y estabilidad, lo que se traduce en una fuerte dependencia de las importaciones de componentes cerámicos de alúmina de alta pureza de gran tamaño o formas complejas para equipos nacionales de alta gama. Desde 2003, el equipo de investigación de Wang Shiwei ha llevado a cabo la exploración e investigación de un nuevo sistema de curado in situ y ha desarrollado un sistema de gel de poliamina con resina epoxídica soluble en agua (ZL200610024613.4) y un sistema de moldeo por solidificación espontánea (ZL201110393876.3) basado en la polimerización por adición nucleófila. En comparación con otros sistemas de gel, la red orgánica formada por el sistema de solidificación espontánea favorece el transporte del agua y la tensión de secado se libera más fácilmente. Al mismo tiempo, la adición de materia orgánica al sistema es pequeña, la fluctuación de la diferencia de temperatura interna y externa en el proceso de desunión es pequeña y el cuerpo verde no se agrieta tras la sinterización. Desde la invención del sistema de moldeo por solidificación espontánea, el equipo de investigación de Wang Shiwei se ha dedicado a la investigación de ingeniería de la tecnología de moldeo. En julio de 2017, el Instituto de Silicatos de Shanghái creó Jiangxi zhongkete Ceramic New Material Co., Ltd. con un sistema de solidificación espontánea como núcleo técnico para llevar a cabo la industrialización de componentes cerámicos de alúmina de gran tamaño y alta pureza. En la actualidad, la empresa domina las tecnologías clave, como el secado, la desunión y la sinterización a alta temperatura de piezas cerámicas de alúmina de gran tamaño o formas complejas formadas por solidificación espontánea, ha establecido una línea de producción por lotes, ha realizado ventas por lotes y se ha ganado grandes elogios de los usuarios del campo de la fabricación de semiconductores en China. La aplicación de la tecnología de solidificación espontánea en la preparación de materiales cerámicos avanzados con formas grandes y complejas tiene una originalidad y una naturaleza avanzadas significativas. En comparación con el moldeo tradicional por prensado isostático en frío, el moldeo por solidificación espontánea no necesita tres equipos pesados, como granulación, moldeo y prensado isostático en frío, y la adición de materia orgánica es menor. Es un método de fabricación con bajo consumo de energía, bajas emisiones y bajos costes de operación, que está en línea con la estrategia nacional de «doble carbono» para alcanzar el estándar. La investigación contó con el apoyo del proyecto líder tecnológico excelente de Shanghai, el proyecto general de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el proyecto clave del plan de I+D del Ministerio de Ciencia y Tecnología, el proyecto clave del plan de I+D de la provincia de Jiangxi y el proyecto clave regional del plan STS de la Academia de Ciencias de China.