物理科技生物学-PHYICA

固态电池可豪华21点以通过扩大快速烧结来制造得更加清洁

化学 2021-10-26 00:01:40

作者爱丽丝·斯科特,沃里克大学 快速烧结陶瓷中热梯度和显微结构梯度的原因和影响

学分:WMG,华威大学 快速烧结是一种陶瓷加工技术,它使用电流在内部强烈加热陶瓷样品,而不是仅使用外部炉加热

该工艺可显著降低陶瓷加工温度和持续时间,使陶瓷能够与金属或其他材料共加工,并降低能耗

然而,由于微结构中的不均匀性导致的弱点,该工艺可能导致低质量的陶瓷

WMG大学、华威大学以及学术和工业合作者的研究人员已经研究了在快速烧结过程中由材料中的热梯度引起的这些不均匀性的来源,并且概述了减轻这些梯度影响的途径

采用这些改进的快速烧结路线将使快速烧结在陶瓷加工中得到更广泛的应用,从而降低包括固态电池在内的许多有用陶瓷产品的能耗

使用快速烧结致密化陶瓷减少了能量消耗,并且可以通过降低温度和缩短热处理持续时间来提高制造复杂陶瓷结构的可行性,例如固态电池所需的那些

沃里克大学WMG分校的研究人员与学术界和工业界的合作伙伴合作,发表了一篇关于快速烧结技术现状的综述,重点介绍了目前限制快速烧结放大潜力的陶瓷内部不均匀区域的形成

审查发现,热梯度是造成微观结构不均匀性的原因,并提出了消除或减少这些影响的途径

不同烧结方式下显微组织的发展变化

与传统方法相比,快速烧结以较低的能量消耗产生具有非常高密度的精细微结构

学分:WMG,华威大学 陶瓷制造行业减少能源使用是实现全球减排目标的关键一步,因为传统工艺需要在非常高的温度下进行长时间的烧制处理

在过去的十年中,已经开发出了几种低能量工艺,其中闪速烧结是一种特别有前途的材料致密化方法,用于固态电池、热障涂层和陶瓷接头等应用

在这篇论文中,“通过热管理促进陶瓷快速烧结过程中微观结构的均匀性”,作为《陶瓷材料科学与技术公报》特刊的一部分发表,加雷思·琼斯和博士

来自WMG华威大学的Claire Dancer与来自特伦托大学、武汉理工大学、诺曼第大学和卢西迪奥有限公司的合作者一起回顾了经历快速烧结的陶瓷材料的不同区域中微结构变化的起源

显微结构发展的差异源于加工过程中材料内部的热梯度,这些差异可以通过快速烧结过程中的小心热管理来减小

其中包括: 改变施加电极的方法通过绝缘改善热均匀性降低交流电流的频率发展施加电流的无接触方法,目前仅限于热障涂层的固化

本综述的发现为闪速烧结中热管理的进一步研究提供了路线图,这将加速工业实施过程的发展

快速烧结过程中热量分布的模拟

学分:WMG,华威大学 医生

华威大学WMG材料与可持续发展委员会陶瓷小组组长克莱尔·丹瑟评论道: “通过快速烧结等技术降低陶瓷加工温度是制造复杂多材料结构(如固态电池所需的结构)以及降低陶瓷行业整体能耗的关键步骤

“然而,该工艺必须生产出坚固的同质陶瓷材料,才能得到广泛应用

我们的论文解释了为什么快速烧结会导致陶瓷的不均匀性质,并提出了一些途径来减轻这些影响

"

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