Þýskaland þróar nýtt ferli til að framleiða málmblöndur beint úr málmoxíðum

Þýskir vísindamenn hafa greint frá því í nýjasta hefti breska tímaritsins Nature að þeir hafi þróað nýtt málmbræðsluferli sem getur breytt föstu málmoxíðum í blokklaga málmblöndur í einu skrefi. Tæknin krefst ekki bræðslu og blöndunar málmsins eftir að hann hefur verið unninn, sem hjálpar til við að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda og spara orku.

Vísindamenn við Max Planck Institute for Sustainable Materials í Þýskalandi notuðu vetni í stað kolefnis sem afoxunarefni til að draga úr málminn og mynda málmblönduna við hitastig langt undir bræðslumarki málmsins, og hafa tekist að framleiða lágþenslublendi í tilraunum. Lágþenslublöndurnar eru samsettar úr 64% járni og 36% nikkeli og geta haldið rúmmáli sínu innan stórs hitastigs, sem gerir þær mikið notaðar í iðnaði.

Rannsakendur blönduðu oxíðum járns og nikkels í tilskildu hlutfalli fyrir málmblöndur með litla þenslu, möluðu þau jafnt með kúlukvörn og þrýstu þeim í litlar kringlóttar kökur. Þeir hituðu svo kökurnar í ofni í 700 gráður á Celsíus og settu inn vetni. Hitastigið var ekki nógu hátt til að bræða járnið eða nikkelið, en það var nógu hátt til að minnka málminn. Prófanir sýndu að unninn blokklaga málmur hafði dæmigerð einkenni lágþenslublendis og hafði betri vélrænni eiginleika vegna lítillar kornastærðar. Vegna þess að fullunnin vara var í formi blokk frekar en dufts eða nanóagna var auðvelt að steypa hana og vinna hana.

Hefðbundin málmbræðsla felur í sér þrjú skref: í fyrsta lagi eru málmoxíð í málmgrýti minnkað í málm með kolefni, síðan er málmurinn kolefnislaus og mismunandi málmar brætt og blandað saman og að lokum er hitauppstreymi-vélræn vinnsla framkvæmd til að stilla örbyggingu málmblönduna til að gefa því sérstaka eiginleika. Þessi skref eyða miklu magni af orku og ferlið við að nota kolefni til að draga úr málmum framleiðir mikið magn af koltvísýringi. Kolefnislosun frá málmiðnaði er um 10% af heildarheiminum.

Rannsakendur sögðu að fylgifiskur þess að nota vetni til að draga úr málmum væri vatn, með enga kolefnislosun, og að einfalda ferlið hafi mikla möguleika á orkusparnaði. Hins vegar voru tilraunirnar notaðar oxíð af járni og nikkel af miklum hreinleika, og skilvirkni


Birtingartími: 25. september 2024