新的技术经济分析,研究员领导的研究小组的华威大学,表明能源密集型陶瓷行业将获得经济和环境效益,如果搬到免费的冷烧结过程在实验室实际使用在制造业从高科技到国内陶瓷。
这项新研究刚刚在《欧洲陶瓷协会杂志》上发表了一篇题为《脱碳陶瓷制造:功能材料领域节能烧结技术的技术经济分析》的论文。
冷烧结过程(CSP)结合了热量、压力和水的使用，显著降低了能源消耗，因为它降低了生产陶瓷所需的温度，使其达到300摄氏度左右。这比传统烧结、激光烧结、快烧烧结、液相烧结、闪速烧结等要少得多，后者需要更多的能量，根据所考虑的工艺和材料，需要达到1400到3000摄氏度的温度。
然而实验室的小规模CSP(通常是创建5克的陶瓷在实验室条件下)意味着制造商选择继续依赖其它更高温度的方法可以迅速产生大量或已经可以制造一系列的小规模高科技陶瓷。华威大学(University of Warwick)的领导团队认为，制造商还没有充分认识到在制造过程中使用CSP的潜在财务和环境效益，尤其是在CSP的启动成本远低于其他工艺的情况下。
研究人员研究了三种不同的用于制造陶瓷的功能氧化物的加工情况:ZnO、PZT和BaTiO3。他们比较了冷烧结(CSP)和其他一系列烧结技术，并研究了其投资回报。他们发现，在这三种情况下，即使经过15年的使用，CSP的低设置成本使其成为最具经济吸引力的烧结选择，具有较低的资本成本和最佳的投资回报，以及可观的能源和排放节约。
研究人员确实认识到，从实验室到工业的CSP将需要非常不同的设备和仪器，以及相关的性能/性能验证，以实现其全部潜力，但这样做的潜在好处是显著的。
华威大学WMG的首席研究员陶菲克·伊本-穆罕默德博士说:
“能源成本不断上升，以及对制造过程环境影响的担忧，使得更高效、更可持续的制造成为必要。”陶瓷工业是一个能源密集型产业，因此提高能源效率的潜力是巨大的。”
“我们的研究是对一些烧结技术的第一次全面的技术经济分析，并将它们与最近开发的冷烧结工艺(CSP)进行比较。我们发现，如果陶瓷行业将冷烧结工艺从实验室推广到商业生产，将会带来明显的经济和环境效益。”
——文章发布于2019年10月21日
