Penn State-forskare har utvecklat en ny metod för sintring, en allmänt använd tillverkningsprocess för pulverformiga material. Använder mycket mindre tid och energi än standardmetoden, den nya metoden kan få globala konsekvenser för tillverkning och energibesparingar och bana väg för nya upptäckter.
Kall sintring, en process utarbetad av ett team ledd av Clive Randall, professor i materialvetenskap och teknik och chef för Penn State's Materials Research Institute, är en ny syn på sintring, en process genom vilken pulverformiga material förtätas-komprimeras-med värme och tryck. Sintring används för att tillverka många material inklusive glas, metaller, tegel och plast.
Randalls tillvägagångssätt använder vätska för att slutföra sintringsprocessen vid tidpunkter och temperaturer som är en bråkdel av nuvarande metoder. Eftersom processen slutförs på minuter istället för timmar, tids- och energibesparingar kan resultera i enorma produktivitets- och kostnadsvinster för tillverkningssektorn och kan leda till mycket färre utsläpp av växthusgaser från tillverkningen.
"Det vi gör är att använda en vätska i en upplösningsprocess. Den fungerar sedan genom en avdunstningsprocess, " sa han. "Det har gjorts tidigare men vanligtvis med faser som inte är övergående. Det som verkligen är viktigt med den här processen är att den här vätskan finns där och sedan är den borta, och i processen att vara där och borta fångar det alla utbyte och diffusions- och tillväxtprocesser som du behöver för att driva sintringen."
Eftersom traditionell sintring sker under många timmar vid temperaturer runt 1, 000 grader Celsius, och kallsintring sker vid temperaturer från rumstemperatur till 200 grader Celsius, processen har öppnat dörren för nya tillverkningsmaterial som inte klarar de högre temperaturerna vid traditionell sintring.
"Förmågan att införliva nya material i hela processen och skapa nya typer av funktionalitet och sedan äntligen ha ett system där det i princip förtätas på 20 minuter innebär att din genomströmning och din tillverkningsutbyte kan öka enormt, ", sa Randall. "Det här är bra för tillverkning, det är bra för energibesparingar, det är bra för miljön och det tillåter nu nya intellektuella ansträngningar för att tillverka material."
