大尺寸/复杂形状高纯氧化铝陶瓷部件在集成电路制造、航空航天、深海探测等领域有着广泛的应用，但其极具挑战性。国内高纯氧化铝陶瓷在尺寸、性能及稳定性等方面与国外同类产品还存在较大差距，导致国内高端装备用大尺寸/复杂形状高纯氧化铝陶瓷部件严重依赖进口。
王士维研究团队自2003年起开展新型原位固化成型体系的探索研究，先后开发了基于亲核加成聚合反应的水溶性环氧树脂-多胺凝胶体系（ZL200610024613.4）和自发凝固成型体系（ZL201110393876.3）。相比于其它凝胶体系，自发凝固体系形成的有机网络有利于水分输运，干燥应力更容易释放，坯体干燥后不变形。同时，该体系有机物添加量少，坯体在脱粘过程产生的内外温差波动小，坯体烧结后不开裂。
自发明自发凝固成型体系以来，王士维研究团队一直致力于该成型技术的工程化研究工作。2017年7月，以自发凝固体系为技术核心，上海硅酸盐所技术参股成立了江西中科特瓷新材料有限公司，开展大尺寸高纯氧化铝陶瓷部件的产业化工作。目前，该公司掌握了自发凝固成型大尺寸/复杂形状氧化铝陶瓷部件的干燥、脱粘和高温烧结等关键技术，建立了批量化生产线，实现了批量化销售，获得了国内半导体制造领域用户的好评。
自发凝固成型技术应用于大尺寸/复杂形状先进陶瓷材料的制备，具有显著的原创性和先进性。与传统冷等静压成型相比，自发凝固成型不需要造粒、模压和冷等静压等三台重资产设备，且有机物添加量少，是一种低能耗低排放低运行成本的制造方法，契合双碳达标的国家战略。该研究获得上海市优秀技术带头人项目、国家自然科学基金面上项目、科技部重点研发计划项目、江西省重点研发计划项目和中科院STS计划区域重点项目等支持。
图1 直径1010mm高纯氧化铝盘
图2 外径200mm双层同心高纯氧化铝圆筒
