将铝废料升级再造为可用合金

借助新的加工策略，复杂的铝废料可转化为高质量的商用工业材料，而非降级回收或直接废弃。
如何将混合铝废料转化为高质量的工业材料，而非降级回收或丢弃？在马克斯·普朗克可持续材料研究所（MPI-SusMat），博士后研究员迪拉杰·库马尔·赛尼博士正在开发加工策略，将复杂的铝废料转化为工业用商业合金。他的研究成果现已获得2026年国际铝合金会议颁发的早期职业研究员奖。
该奖项旨在表彰在铝合金科学、技术及应用领域做出重大贡献的杰出早期职业研究人员。作为五位国际获奖者之一，赛尼将在2026年9月13日至17日于德国柏林举行的国际铝合金会议上发表全体会议演讲，介绍其研究。
铝回收的重要性
铝是最具可回收性的工程材料之一：迄今为止生产的铝中约有75%仍在使用中。然而，从原材料生产原生铝需要极高的能源和碳排放。回收铝废料提供了一种更可持续的替代方案。二次铝生产仅需原生铝生产所需能源的一小部分，并能显著降低温室气体排放。随着全球对铝的需求持续增长，回收材料预计将在满足工业需求方面发挥越来越重要的作用。
然而，当废料流中含有混合合金成分时，回收过程会变得极为困难。
应对复杂的回收挑战
赛尼的研究聚焦于所谓的“twitch废料”——一种含有铸造合金和锻造合金混合物的碎铝废料。这类废料在工业回收流中很常见，包含硅、铜、锌、镁、铁和锰等合金元素的复杂组合。尽管twitch废料与广泛应用于汽车和压铸行业的铝合金相似，但其中的铁和锰含量往往超出所需水平。要将这种混合废料转化为商业可行的铝合金，必须将这些元素降低至杂质容忍限度以下。
通过智能加工去除杂质
赛尼解决这一挑战的思路是，在熔融铝中选择性形成富含铁的固体颗粒（即金属间相），并在材料凝固成最终合金之前将其去除。通过仔细控制温度和加工条件，可以将不需要的相从熔体中分离出来。
热力学建模帮助确定了这些富铁化合物何时形成以及在不同温度下沉淀多少物质。赛尼将实验过滤研究与熔体流动、粘度和沉降行为的计算相结合，以优化去除效率。
迈向更好的铝回收
这种方法可能为将混合铝废料升级再造为商业可用合金（而非低价值回收材料）开辟一条途径。这对汽车行业尤为相关，该行业既是铝废料的主要来源，也是铝铸造合金的主要消费者。开发可扩展的方法从混合废料流中回收有价值的材料，有助于减少排放、降低能耗，并支持更循环的铝经济。
来源：MPI-SusMat

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