Новое исследование было только что опубликовано в Журнале Европейского керамического общества в статье под названием «Обезуглероживание керамического производства: технико-экономический анализ энергоэффективных технологий спекания в секторе функциональных материалов»."
Процесс холодного спекания (CSP) сочетает в себе нагрев, давление и использование воды, чтобы значительно снизить потребление энергии, поскольку он снижает температуры, необходимые для производства керамики, примерно до 300 градусов по Цельсию.
Это намного меньше, чем другие процессы, такие как: обычное спекание, лазерное спекание, быстрое спекание, жидкофазное спекание и оплавление, которые требуют гораздо больше энергии и должны достигать температур в диапазоне от 1400 до 3000 градусов по Цельсию в зависимости от процесса. и рассматриваемые материалы.
Однако небольшой объем лабораторного CSP (обычно производящего 5 граммов керамики за один раз в лабораторных условиях) означал, что производители решили продолжать полагаться на другие методы с более высокой температурой, которые либо уже могут производить большие количества, либо могут быстро производить серия мелкой высокотехнологичной керамики. Команда, возглавляемая университетом Уорика, считала, что производители не разработали ничего подобного полному пониманию потенциальных финансовых и экологических преимуществ использования CSP в производстве, особенно потому, что начальные затраты на CSP намного ниже, чем у других процессов.
Исследователи рассмотрели сценарии обработки трех отдельных функциональных оксидов, используемых для производства керамики: ZnO, PZT и BaTiO3. Они сравнили холодное спекание (CSP) с рядом других методов спекания и оценили окупаемость инвестиций. Они обнаружили, что во всех трех случаях, даже после 15 лет использования, низкие затраты на установку CSP сделали его наиболее экономически привлекательным вариантом для спекания с более низкими капитальными затратами и лучшей окупаемостью инвестиций, а также значительной экономией энергии и выбросов.
Исследователи признают, что переход от лаборатории к производству CSP потребует совершенно разных средств и оборудования, а также соответствующей проверки свойств / производительности, чтобы полностью реализовать его потенциал, но потенциальные выгоды от этого значительны .
Ведущий исследователь статьи доктор Таофик Ибн-Мохаммед из WMG Университета Уорика сказал:
"Рост стоимости энергии и озабоченность по поводу воздействия производственных процессов на окружающую среду привели к необходимости более эффективного и устойчивого производства.
Керамическая промышленность является энергоемким промышленным сектором, и, следовательно, потенциал повышения энергоэффективности огромен »
«Наше исследование является первым всесторонним технико-экономическим анализом ряда методов спекания, сравнивающим их с недавно разработанным процессом холодного спекания (CSP). Мы обнаружили очевидные финансовые и экологические преимущества, если бы керамическая промышленность перенесла процесс холодного спекания из лабораторий в промышленное производство."