数千年来,人类已经接受了陶瓷的使用主要是因为大量的原材料和简单的基本可以制造陶器。亚博网站下载
而工业生产是一个复杂的任务比简单的绿色窑点火,甚至现代陶瓷氧化铝(Al2O3),氮化硼(BN)和氧化锆(ZrO2)来自源材料,被认为是地球上丰富的。亚博网站下载这是一种常见的论点赞成环保技术陶瓷材料的特性。亚博网站下载
那么,这是否从根本上自然陶瓷让他们组成一个环保工程解决方案吗?讨论了陶瓷材料和污染之间的关系和最先进的陶瓷组件的生命周期的概述。亚博网站下载
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是什么让一个可持续发展的材料?
国际大众消费大大影响了地球的生态环境,同时消耗不可再生资源,污染环境。
有丰富的人为气候变化的证据,导致逐渐转变的可持续材料,被归类为产品在其整个生命周期,保护我们的环境。亚博网站下载这意味着为了完成陶瓷材料是真正可持续的原料必须是合乎要求的。亚博网站下载
是否归入可持续、陶瓷是特殊材料时可以忽略的污染行为被认为是他们的整个长度的服务。亚博网站下载
陶瓷材料:无污染亚博网站下载工程解决方案
大多数技术陶瓷完全惰性,无毒,这意味着他们在很大程度上是无污染的。例如,氧化铝(氧化铝)粉是归类为安全的用于化妆品,包括止汗药除臭剂,指示minimal-to-no-risk生物体内积累、细胞毒性、免疫毒性、生殖毒性。
与此同时,氧化锆是一种最常用的牙科生物材料在世界各地。亚博网站下载的惊人的生物相容性材料是其内在惰性的症状,也占了他们普遍缺乏分解。亚博网站下载
再循环能力是可持续发展的另一个关键因素;如何有效的材料可以重用和回收。亚博网站下载因为陶瓷材料不自然地恶亚博网站下载化,它们并不是简单地分解为原材料进行改革。然而,一旦聚合,有新颖应用所谓的陶瓷废料。
许多工程师这个缺点变成一个潜在的可持续解决方案,利用回收碎陶瓷碎石(RCCR)稳定膨胀土岩土工程,推进进展。
研究已经证明技术实用性RCCR稳定膨胀,高度膨胀土(他)。因此,组件生命周期之外,聚合陶瓷废料继续促进一个健康的环境。
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技术陶瓷是一条可持续性的解决方案吗?一个洞察属性
技术陶瓷替代重型金属合金,甚至耐火材料在一些具有挑战性的应用和产业,建立陶瓷作为基石生产先进工程材料。亚博网站下载
这源自他们优秀的全面热机的性能,但也可以与渐进的改进设计和开发的陶瓷和陶瓷制造。
什么影响这个转向高性能、专家材料解决方案对企业的社会责任和可持续发展计划?
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生产和性能:可持续性的关键因素
专家技术陶瓷解决方案吸引了注意力从大截面的工业地区由于长期性能。技术陶瓷组件可以容忍更高的温度和加载与数量显著增加,与传统材料相比,成功的运行周期。亚博网站下载
从根本上讲,这意味着相当大的增强效率,这通常是一个关键因素指标的可持续性。
然而,无论性能比较,没有成本效益的生产方法,工程师可以几乎不可能证明产生的费用相对新材料行业和传统解决方案(即。亚博网站下载HSLA钢)。
然而,绑定的改进,形成和烧结过程的铝(Al2O3氮化硅(Si)3N4)和氧化锆(ZrO)更容易从经济的角度来看。
成本与性能和可持续性
项目和供应链经理必须考虑合适的材料合同,不只是工作。包括映射出初始材料的长期成本,加上各种解决方案的可访问性:同时平衡这对客户定义的性能期望。亚博网站下载
此前,成本和性能是工程应用的主要动力,但项目经理逐步负责满足可持续发展的要求。
简而言之,一个可持续的解决方案通常是定义为一个微不足道的生态足迹。鉴于耗电过程进入先进工程材料的生产,他们很少被认为是真正的可持续发展。亚博网站下载
然而,技术陶瓷被认为是相对更环保的应用程序中由传统材料易受磨损或失败。亚博网站下载
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可持续的高性能的解决方案
当考虑可持续材料的有效性在税收和崎岖的环境中,生命是一个关键因素。亚博网站下载更换和维护部分的频率直接影响产生的垃圾数量,要求进一步处理和生产。
传统材料正变得越来越可回亚博网站下载收,这意味着依赖垃圾填埋场——污染沉积物和水源——正在减少。
然而,仍然经常生产的必要性替换零件不可避免地产生排放造成温室效应。任何可以介入这种消耗品的循环是一个渐进的变化。
当使用技术陶瓷在任何项目中,有一些应该考虑的设计参数。这包括non-oxide和氧化陶瓷的各种属性,加上具体的差异在陶瓷的成绩取决于其成分,纯度,从今以后。
然而,机械性能通常是有利的(硬度、强度、韧性、弹性模量等)和优秀的热特性(CTE、热导率、热冲击阻力,等等),技术陶瓷提供独特的重型解决方案对于某些要求应用领域。
陶瓷生产过程环保吗?了解生产
制造业先进陶瓷是一个复杂的多步骤的过程集中在原始矿物原料的整合和烧结。
无论哪一类型的陶瓷(氧化或non-oxide)或形状,尺寸,结构,或部分完成的复杂性,它生产的密实化阶段,揭示了技术陶瓷材料的特殊热机的性能。亚博网站下载
然而,它也是最先进陶瓷制造链的能源密集型的链接。因此,很难调和陶瓷制造业从环境的角度来看由于耗电烧结过程的性质。
所以,这是值得考虑的关键陶瓷制造工艺,看它们是否可以被视为环保。
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技术陶瓷成形过程
陶瓷制造的绿色形成阶段发生在原始粉末使用应用合并成一个“绿色的身体”的压力。
技术是常见的包括单轴压、压实原料成刚性的形状用工具钢死;等静压,喷雾干粉聚氨酯/橡皮袋暴露在均衡压力;挤压,迫使一个增塑的paste-like混合物通过一个孔;注浆成型法,利用水滑和多孔模。
很难评估整体生态足迹由于成形过程的多样性。例如,应用在单轴压力或等静压的范围可以从20 - 700 MPa,压实压力高的一般翻译绿色紧凑的强度更高。
机械绿色形成适度这些方法通常依赖于能源密集型过程,如电派生气动或液压压力,然而,这些过程中逐步改善效率。高容量商务陶器作为一个例子,是一种压力选择应用程序。
减少施法时间,提高吞吐量,被陷入多孔模具、加速自然毛细管作用所需的注浆成型法和减少铸件乘以10倍。在这种情况下,传统注浆成型法是商业行不通的。
然而,大多数陶瓷成形过程在本质上是不热的例外——热等静压(HIP)——所以形成阶段相对生态。
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陶瓷烧结过程
整合后,绿色身体发射在极端的温度下通过固态或液相烧结。
而陶器和陶瓷建筑材料制造商严重依赖传统的燃气锅炉,技术陶瓷烧结很少发生在明火因为陶瓷敏感的大气条件和精密温度控制的必要性。
相反,产生极高的温度的致密化利用金属或复合的电阻加热元件。
利用可再生能源,如水力发电、太阳能和风能意味着烧结过程可以较低的环境影响与其他制造过程。
技术陶瓷制造业提出了这里,一个机会去拥抱绿色技术革命,并通过这样做,显著降低环境成本与连续的材料生产。
环境工程
环境工程是一个相对较新的术语,是有别于清洁能源和/或持续创新,因为它调用注意系统,积极保护环境。
环境工程的伟大成就之一是氧传感器,一个废气氧(O2)传感器监测车辆的空气/燃料比提供反馈为更好的减少发动机排放催化转换器。
先进陶瓷,包括氧化铝和氧化锆,通常用于生产氧传感器组件因其优异的热机的属性,这允许他们容忍内燃机的严重的条件下长时间的服务。
清洁能源
平行于环境工程部门的扩张更熟悉市场的清洁能源。今天,有一个广泛的共识,一个全球运动向清洁能源是至关重要的我们如何保护地球的自然系统平衡的生态系统。
这意味着显著减少温室气体排放量拥抱混合动力和电动汽车而获取能源可再生能源如风能和太阳能。
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先进陶瓷不断发挥重要作用在清洁能源生产,从专业压电系统太阳能转化器固体氧化物燃料电池(sofc)和高温高效风力涡轮机的滚子轴承。
加法制造的创新转换技术资料便于制造更复杂,长期的系统就要跨进超高效能量转换系统。亚博网站下载例如,3 d印刷微型涡轮和叶轮由氮化硅(Si3N4)可能为混合动力汽车电机恢复提供新的解决方案。
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