马普所Dierk Raabe教授《Nature》：一步合成！大幅减少碳排放

2024-12-30 13:11:07 作者：材料科学与工程来源：材料科学与工程分享至：

冶金生产传统上涉及三个步骤：从矿石中提取金属，通过液态加工和热机械加工将其混合成合金以实现所需的微观结构。由于对可持续经济的迫切需求，这种从青铜时代开始实行的加工顺序方法在今天达到了极限：几乎10%的温室气体排放是由于化石还原和高温冶金加工产生的。

来自德国马普所Dierk Raabe教授团队提出了一种基于H2的氧化还原合成和压实方法，通过将金属提取、合金化和热机械加工合并到一个单一的固态操作中，改革了传统的合金制造。提出了一个热力学指导方针和一个通用的动力学概念，以消除萃取冶金和物理冶金之间的经典界限，从而释放出巨大的可持续大块合金设计机会。

以铁镍因瓦块体合金为例说明了这种方法，因瓦合金是最具吸引力但最污染的铁基材料之一：因瓦具有独特的低热膨胀性，可用于从精密仪器到低温部件的关键应用。然而，众所周知，它对生态不友好，每公斤镍的二氧化碳排放量是铁的10倍多，这使这种合金类别成为一个完美的示范案例。本研究的可持续方法将氧化物直接转化为块状的绿色合金，具有值得应用的性能，所有这些都是在远低于块状熔点的温度下获得的，同时保持零二氧化碳足迹。

相关成果以题为One step from oxides to sustainable bulk alloys发表在Nature。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07932-w