实验室事故可能引领电子设计的新前沿
MIE副教授Randall Erb和22岁博士Jason Bice在实验室犯下的一个错误，可能会导致一种全新的陶瓷材料。
东北大学实验室的一项意外发现是否会引领电子设计的“新前沿”?
主要图片:这种新型陶瓷材料可以压缩成型，以适应手机和其他发热电子产品。摄影:Matthew Modoono/东北大学raybet雷竞技雷竞技app最新版
这是科学上的一个意外事件。东北大学教授兰德尔Erb和博士生杰森·比斯正在为一个大学客户研究一种产品，最终得到了一种全新的材料。
他们发现了一种可以压缩成型成复杂部件的全陶瓷材料，这是一项行业突破，可能会改变热辐射电子产品的设计和结构，包括手机和其他无线电部件。
“我们研究小组的生活在很大程度上处于技术的前沿，”机械和工业工程副教授Erb说衣冠楚楚的实验室在东北。“东西坏了很多，但偶尔会有一个坏掉的东西会带来好运。”
去年7月，Erb和Bice在他东北大学的实验室里，Bice后来获得了机械工程博士学位。他们正在为一个工业合作伙伴测试一种实验性陶瓷化合物，这是高超音速项目的一部分，当时似乎出了问题。
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Erb说:“我们用喷灯对它进行了爆破，当我们装载它时，它意外地变形并从夹具中掉了出来。”“我们看着地板上的样品，以为它是失败的。”
经过仔细的检查，终于有了发现。
“我们意识到它完好无损，”Erb说。“只是形状不同而已。”
陶瓷在受到极端热变化和机械载荷时，容易因热冲击而断裂(甚至爆炸)。但是他们的样本优雅地变形了。
“我们又试了几次，意识到我们可以控制变形，”Erb说。“然后我们开始对材料进行压缩成型，发现这是一个非常快的过程。”
其底层微观结构独特，使全陶瓷快速传递热量和有效流动在成型过程中。Erb说，这种陶瓷可以形成精美的几何形状，在室温下表现出令人印象深刻的机械强度和导热性先进材料．
埃尔布和比斯正在通过他们的初创公司傅里叶有限责任公司开发这种产品，该公司以法国数学家约瑟夫·傅里叶的名字命名，他在两个世纪前研究了陶瓷中的热流。傅里叶得到了5万美元引发基金东北大学研究创新中心．
比斯说:“这是独一无二的:根据我们所看到和读到的，可热成形陶瓷是不存在的。”“所以这是材料领域的新前沿。”
这种新产品有可能带来两项行业改进，首先是作为热导体的效率，可以冷却高密度电子产品。
一般来说，手机和其他电子产品都装有一层厚厚的铝，这是散热所必需的。
“我们的材料可以不到一毫米厚，这是一种低调的解决方案，”Bice说。“它可以被塑造成符合你想要冷却的表面。”
基于声子晶体的陶瓷允许热量在没有电子传输的情况下流动，Erb说。它不会干扰手机和其他系统的无线电频率。
“如果你把一个铝制散热器放入射频组件中，你基本上就引入了一系列天线来与射频信号相互作用，”Erb说。“相反，我们可以把氮化硼基材料放在射频组件内部和周围，射频信号基本上看不见它。”
Erb说，另一个改进是它可以直接与电气组件相适应。Echo St. Germain是东北大学五年级的机械工程学生，他在傅里叶担任陶瓷研究员和研发工程师，展示了陶瓷的性能非牛顿使其块状浆料经受正常的制造过程振动的行为;它立即液化并组织了物质的结构。这种浆料用于生产可塑陶瓷。
Erb和Bice相信他们能够将这种全陶瓷材料与各种电子元件相适应。陶瓷将比目前使用的金属更薄、更轻、更高效。
Bice在慕尼黑帮助创办了这家初创公司，他的妻子在那里开始了一份新工作。
比斯说:“我在德国的时候，在波士顿成立一家公司，这给事情增加了一些有趣的复杂性，但也带来了机会。”比斯和Erb一起在欧洲和美国从事客户发现工作
伊恩·汤姆森，东北新闻