Német kutatók a brit Nature folyóirat legfrissebb számában számoltak be arról, hogy új ötvözet-olvasztó eljárást fejlesztettek ki, amellyel a szilárd fém-oxidok egy lépésben tömb alakú ötvözetekké válhatnak. A technológia nem igényli a fém olvasztását és keverését a kivonás után, ami segít csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását és energiát takarít meg.

A németországi Max Planck Institute for Sustainable Materials kutatói szén helyett hidrogént használtak redukálószerként a fém kinyerésére és az ötvözet kialakítására a fém olvadáspontja alatti hőmérsékleten, és kísérleteik során sikeresen állítottak elő alacsony tágulású ötvözeteket. Az alacsony tágulású ötvözetek 64% vasból és 36% nikkelből állnak, és nagy hőmérsékleti tartományon belül is meg tudják tartani térfogatukat, így széles körben használják az iparban.

A kutatók a vas és a nikkel oxidjait a kis tágulású ötvözetekhez szükséges arányban összekeverték, golyósmalommal egyenletesen megőrölték és kis kerek pogácsákká préselték. Ezután egy kemencében 700 Celsius-fokra melegítették a süteményeket, és hidrogént vezettek be. A hőmérséklet nem volt elég magas a vas vagy a nikkel megolvadásához, de elég magas volt ahhoz, hogy csökkentse a fém mennyiségét. A tesztek azt mutatták, hogy a feldolgozott tömb alakú fém a kis tágulású ötvözetek jellemző tulajdonságaival rendelkezik, és kis szemcsemérete miatt jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Mivel a késztermék nem por vagy nanorészecskék, hanem tömb formájú volt, könnyű volt önteni és feldolgozni.

A hagyományos ötvözetolvasztás három lépésből áll: először az ércben lévő fém-oxidokat szénnel fémmé redukálják, majd a fémet dekarbonizálják, és a különböző fémeket megolvasztják és összekeverik, végül pedig hőmechanikai feldolgozást végeznek az érc mikroszerkezetének beállítására. az ötvözetet, hogy meghatározott tulajdonságokat adjon neki. Ezek a lépések hatalmas mennyiségű energiát fogyasztanak, és a szén felhasználásának folyamata a fémek redukálására nagy mennyiségű szén-dioxidot termel. A fémipar szén-dioxid-kibocsátása a világ teljes szén-dioxid-kibocsátásának körülbelül 10%-át teszi ki.

A kutatók azt mondták, hogy a hidrogén fémek csökkentésére történő felhasználásának mellékterméke a víz, nulla szén-dioxid-kibocsátással, és hogy az egyszerű eljárás hatalmas energiamegtakarítási lehetőséget rejt magában. A kísérletek során azonban nagy tisztaságú vas- és nikkel-oxidokat és hatékonyságot használtak