德国创造新工艺 直接用金属氧化物制取合金

  德国研讨人员近来在最新一期英国《天然》杂志上陈述说，他们创造了一种新的合金锻炼工艺，能一步到位将固态的金属氧化物制成块状合金。该技能不需求提炼金属后熔融、混合，有助削减温室气体排放，节约能源。

  德国马克斯普朗克可继续资料研讨所的研讨人员以氢气替代碳作为复原剂，在远低于金属熔点的温度下提取金属并构成合金，已在试验中成功制造出低胀大合金。低胀大合金由64%的铁和36%的镍组成，在相当大的温度规模内能坚持体积根本不变，在工业上有广泛用处。

  研讨人员将氧化铁和氧化镍按低胀大合金所需的份额混合，用球磨机混合均匀后压制成小圆饼，放入炉中加热至700摄氏度，通入氢气。该温度不足以让铁或镍熔融，但足以让金属复原出来。检测显现，加工后得到的块状金属具有低胀大合金的典型特征，并因晶粒尺度小而有着更好的机械功能。由于制品是块状而不是粉末或纳米颗粒，所以简略铸造加工。

  传统的合金锻炼分为三大进程，先将矿石中的金属氧化物用碳复原成金属，金属脱碳后将不同金属熔融并混合，然后打开热机械加工以调整微结构，使合金具有特定功能。这些进程耗能巨大，并且用碳复原金属的进程会发生很多二氧化碳，冶金业的碳排放约占全球总量的10%。

  研讨人员说，用氢复原金属的副产物是水，碳排放为零，流程简略也使新工艺具有巨大的节能潜力。不过试验中运用的氧化铁和氧化镍纯度较高，以天然矿石为质料的功率怎么尚待验证，并且氢气自身制取和运用本钱比较高。研讨团队正测验进步反响温度以削减氢气用量，期望逐渐下降能耗。

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