Van schroot naar schat: innovatieve technieken maken hoogwaardige legeringen van metaalafval mogelijk

AmsterdamWetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory hebben een innovatieve methode ontwikkeld om schrootmetaal om te zetten in waardevolle legeringen zonder de gebruikelijke energie-intensieve smeltproces. Deze nieuwe techniek, genaamd solid phase alloying, maakt het mogelijk om schrootaluminium direct om te zetten in hoogwaardige legeringen die net zo goed zijn als die gemaakt van nieuw aluminium. Deze doorbraak kan de kosten aanzienlijk verlagen en de milieuduurzaamheid in de metaalproductie verbeteren.
Vastestoflegering is een methode waarbij metaalcomponenten zorgvuldig aan oud aluminium worden toegevoegd om er snel en doeltreffend een bruikbaar product van te maken. Belangrijke stappen in dit proces zijn:
- Snelheid: Zet afval om in sterke legeringen binnen vijf minuten.
- Kostenefficiëntie: Maakt gebruik van goedkope grondstoffen zonder omvangrijk smeltproces.
- Veelzijdigheid: Geschikt voor een breed scala aan metaalcombinaties, ook buiten aluminium.
De ShAPE-techniek maakt gebruik van snel draaiende gereedschappen om wrijving en warmte te genereren, waardoor materialen tot een gladde legering worden gemengd. Deze methode vereist geen smelten, wat energiebesparing en milieuvriendelijkheid oplevert. De uiteindelijke legeringen zijn sterker en duurzamer dankzij kleine structuren, genaamd Guinier-Preston zones.
De nieuwe methode is nuttig voor sectoren die sterke metalen producten nodig hebben. Hiermee kunnen snel op maat gemaakte metaalmengsels worden geproduceerd, wat vooral voordelig is voor draadgebaseerde productietechnologieën zoals WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Met deze methode kunnen fabrikanten nauwkeurig de samenstelling van de metalen aanpassen om aan specifieke eisen voor verschillende toepassingen te voldoen.
Een innovatieve methode kan nu speciale mengsels van verschillende metalen creëren, niet alleen aluminium. Dit zou de manier waarop we materialen maken en gebruiken drastisch kunnen veranderen. Door metalen precies naar wens te combineren, kan dit de productie in sectoren zoals de luchtvaart, auto-industrie en bouw verbeteren.
Het verwerken van metalen schroot tot hoogwaardige producten draagt bij aan milieubescherming. Het vermindert de noodzaak om nieuw metaal te produceren, wat energie bespaart en de uitstoot van koolstofdioxide verlaagt. Deze aanpak is een grote stap richting duurzamere productie. Het maakt effectief gebruik van industrieel afval en verbetert de materiaalkunde.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-53062-2en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Tianhao Wang, Xiao Li, Zehao Li, Tingkun Liu, Xiang Wang, Arun Devaraj, Cindy A. Powell, Jorge F. dos Santos. Upcycled high-strength aluminum alloys from scrap through solid-phase alloying. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-53062-2

30 december 2024 · 07:54
Nieuwe doorbraak: fysici gebruiken bootstrap om snaartheorie te valideren als unieke oplossing
Deel dit artikel


