Ny fremstillingsmetode kan føre til massive energibesparelser, nye materialer

Penn State -forskere har udviklet en ny metode til sintring, en meget udbredt fremstillingsproces for pulveriserede materialer. Bruger langt mindre tid og energi end standardmetoden, den nye metode kan have globale konsekvenser for fremstilling og energibesparelser og bane vejen for nye opdagelser.

Kold sintring, en proces udviklet af et team ledet af Clive Randall, professor i materialevidenskab og teknik og direktør for Penn State's Materials Research Institute, er et nyt bud på sintring, en proces, hvorigennem pulverformede materialer fortættes - komprimeres - ved hjælp af varme og tryk. Sintring bruges til at fremstille mange materialer, herunder glas, metaller, mursten og plast.

Randalls tilgang bruger væske til at fuldføre sintringsprocessen på tidspunkter og temperaturer, der er en brøkdel af de nuværende metoder. Fordi processen er afsluttet på minutter i stedet for timer, tids- og energibesparelser kan resultere i enorme produktivitets- og omkostningsgevinster for fremstillingssektoren og kan føre til langt færre drivhusgasemissioner fra fremstillingsvirksomhed.

"Det, vi gør, er at bruge en væske i en opløsningsproces. Det fungerer derefter ved en fordampningsproces, " sagde han. "Det er blevet gjort før, men normalt med faser, der ikke er forbigående. Det, der er virkelig vigtigt ved denne proces, er, at denne væske er der, og så er den væk, og i færd med at være der og væk, fanger det alle de udvekslings- og diffusions- og vækstprocesser, du har brug for for at drive sintringen. "

Fordi traditionel sintring forekommer over mange timer ved temperaturer omkring 1, 000 grader Celsius, og koldsintring finder sted ved temperaturer fra stuetemperatur til 200 grader Celsius, processen har åbnet døren for nye fremstillingsmaterialer, der ikke kan opretholde de højere temperaturer ved traditionel sintring.

"Evnen til at inkorporere nye materialer i hele processen og lave nye typer funktionalitet og så endelig have et system, hvor det dybest set er fortættet på 20 minutter, betyder, at dit gennemløb og dit produktionsudbytte kan stige enormt, " sagde Randall. "Dette er fantastisk til fremstilling, det er fantastisk til energibesparelser, det er fantastisk for miljøet, og det tillader nu nye intellektuelle bestræbelser på at lave materialer."