通过按比例扩大闪光烧结可以更清洁地制造固态电池

闪速烧结是一种陶瓷加工技术，它使用电流在内部集中加热陶瓷样品，而不是仅使用外部炉子加热。该工艺可以显着降低陶瓷加工温度和持续时间，从而使陶瓷与金属或其他材料共同加工，并减少了能源消耗。然而，由于微结构中的不均匀性所导致的弱点，该工艺可能导致陶瓷质量下降。

WMG，Warwick大学以及学术界和工业界的研究人员已经研究了由快速烧结过程中材料中的热梯度引起的这些不均匀性的起源，并概述了减轻这些梯度影响的途径。

采用这些改进的闪速烧结路线将使闪速烧结在陶瓷加工中得到更广泛的应用，从而可以降低包括固态电池在内的许多有用陶瓷产品的能源消耗。

使用闪速烧结的致密陶瓷可减少能源消耗，并可通过降低温度和缩短热处理时间来提高制造复杂陶瓷结构(如固态电池所需的陶瓷结构)的可行性。

来自华威大学WMG的研究人员与学术和工业合作伙伴合作，发表了有关烧结烧结技术的综述，重点是陶瓷内部不均匀区域的形成，这些区域目前限制了烧结烧结的规模化潜力。 。该评论发现，热梯度是造成微观结构不均匀的原因，并提出了消除或减少这些影响的途径。

微观结构的发展随着烧结方法的不同而变化。与常规方法相比，快速烧结产生具有非常高密度的精细微结构，并且能耗更低。图片来源：WMG，华威大学

减少陶瓷制造行业的能耗是实现全球减排目标的关键一步，因为常规工艺需要在非常高的温度下进行长时间的焙烧处理。在过去的十年中，已经开发出了几种低能耗的工艺，其中，快速烧结是一种特别有希望的致密化途径，用于致密化用于固态电池，隔热涂层和陶瓷接缝等应用的材料。

在论文中，“通过热管理促进陶瓷快速烧结过程中的微观结构均匀性”作为MRS简报的特刊，沃里克大学WMG的Gareth Jones和Claire Dancer博士的一部分与特伦托大学的合作者一起工作，武汉理工大学，诺曼底大学和Lucideon Ltd等人，对经历了快速烧结的陶瓷材料不同区域的微观结构变化的起源进行了回顾。

微观结构发展的差异源于加工过程中材料内部的热梯度，可以通过在快速烧结过程中进行仔细的热管理来减少这些变化。这些包括：

改变施加电极的方法

通过隔热提高热均匀性

调整交流电流的频率

开发用于施加电流的非接触式方法，目前仅限于隔热涂层的固结。

这次审查的结果为进一步研究闪速烧结中的热管理提供了路线图，这将加速工业实现过程的发展。

模拟快速烧结过程中的热量分布。图片来源：WMG，华威大学

华威大学WMG材料与可持续发展局陶瓷小组的负责人克莱尔·德雷尔(Claire Dancer)博士评论说：

“通过使用诸如快速烧结之类的技术来降低陶瓷加工温度，对于制造复杂的多材料结构(例如固态电池所需的结构)以及降低陶瓷行业的整体能耗而言，是必不可少的步骤。

“但是，该工艺必须生产出坚固耐用的均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能，并提出了减轻这些影响的许多方法。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！