Inventering av livscykeldata för syntetisk diamantproduktion - Alcevska, Elma; Trgo, Emir (My University, 2018)
Rapportnummer E2018:030 Hårda och slitstarka verktyg har en stor betydelse för tillverkningsindustrin. Dessa verktyg används exempelvis inom gruvindustrin och som skärverktyg. En stor del av verktygen som används består av knappa metaller. Detta leder fram till frågan om det finns ett mer vanligt förekommande material som kan uppfylla samma funktion och som kan ersätta verktyg baserade på knappa metaller utan att det uppstår förskjutningar av problemet från resurs- till miljöproblematik. Syftet i denna studie är att beskriva produktionen av syntetisk diamant och ta fram livscykelinventeringsdata för de två vanligaste processerna: Hot Filament Chemical Vapour Deposition (HF-CVD) och Microwave Chemical Vapor Deposition (MW-CVD). Därför genomfördes de två första delarna av en livscykelanalys (LCA), det vill säga mål och omfattning samt inventeringsanalys. Som funktionell enhet valdes 1 μm∙cm2 baserat på hur produktionen är utformad samt tillgängliga data inom litteraturen. Enheten innebär att produktionen av ett 1-μm-ytskikt på 1 cm2 yta. Resulterande inventeringsdata visar att för MW-CVD behövs omkring tre gånger mer elektricitet än vad som krävs för HF-CVD per μm∙cm2 av syntetisk diamant. Däremot för MW-CVD går mindre vätgas in än för HF-CVD, dock förbrukas märkbart lite för båda dessa. Inventeringsdata kan användas för vidare studier, såsom fullständiga LCA-studier av syntetisk diamant och för jämförande studier mellan de verktyg som främst används idag och diamant-verktyg. Angående resursproblematiken kopplat till de verktyg som främst används idag så skulle utökad användning av diamant inte riktigt minska användningen av knappa metaller, då det utgör själva verktyget. HF-CVD och MW-CVD processen använder sig av substratet SiAlON, vilket inte är knappa metaller, men då man fortfarande använder sig av hårdmetaller i verktyget försvinner inte helt problemet. En utökad inventeringsanalys för hur den tjocka och den tunna filmen appliceras på ett verktyg rekommenderas för att få en större överblick och genomföra en hel LCA-studie.
Keywords: Övrig industriell teknik och ekonomi; Other industrial engineering and economics