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通过资源回收开发下一代结构材料研究

我们正在利用燃煤发电厂排出的飞灰、烧焦的土壤和火山灰等未使用的资源,研究在碱刺激下会像水泥一样硬化的“地质聚合物”。特别是,我们开发了一种“温压法”,可以在短短三个小时内实现原材料的固化,而传统上需要几天到一周的时间,从而可以在短时间内生产致密的地质聚合物固体。该方法可应用于其他粉末材料的凝固,也可用于凝固新材料并以高密度“几何陶瓷”的形式评估其性能,这种陶瓷是通过模仿地壳中矿物的形成而制成的。这种“几何陶瓷”方法与最近流行的“冷烧结工艺”几乎相同,但它是我们实验室自主开发的。我们还在合成作为高温结构材料的复合碳化物,以及开发基于氧化铝、莫来石和尖晶石的高孔隙率耐火绝缘材料。我们正在探索结构陶瓷的潜力,包括环保且可用于多种用途的建筑材料。

生命与应用化学学院|教授

桥本忍(桥本忍)

桥本忍

7 让能源变得触手可及、清洁
9 让我们为产业和技术创新奠定基础
13 应对气候变化的具体措施

关键字

陶瓷结构材料
有效利用未使用的资源和废物
冷烧结工艺
几何陶瓷
地质聚合物

领域/程序

研究类别

材料工程

研究主题

  • 高温结构材料的制备及其性能评价
  • 未利用资源和工业废弃物的有效利用研究
  • 几何模拟(冷烧结)工艺制备凝固材料及其评价
  • 地质聚合物研究

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当我还是个孩子的时候,我对生物如何创造硬壳的奥秘着迷,相信它们对于保护蛤蜊和蛤蜊柔软的内部是必要的。我还了解到,如果把围棋的贝壳打磨一下,可以找到一种叫做珍珠母的东西,可以用来装饰。化学成分是碳酸钙,但它不能像普通陶瓷一样通过烧制(烧结)而硬化。因为加热过程中CaO和CO2使这一切成为可能的是几何模拟方法,该方法在水共存的情况下同时施加热量和压力,成功地在不会导致分解的温度下使材料致密化。这可以说是在短时间内再现沉积岩多年来所发挥的作用的方法。直到今天,当我拿起贝壳中的固态碳酸钙时,我还是会想起童年的感觉,并被它的神秘所感动。