Совместная разработка китайских и немецких учёных: 14 новых железных сплавов из металлолома с улучшенными характеристиками и сниженной ценой

Прорыв в области производства железных сплавов

Как сообщает НВ — Техно: Учёные из Китая и Германии с помощью методов машинного обучения создали 14 инновационных железных сплавов на основе металлолома, которые обладают повышенной прочностью и при этом обходятся дешевле в производстве. Эта технология имеет потенциал для внедрения в сталелитейную, алюминиевую и медную промышленность. Результаты исследования опубликованы в авторитетном издании Science Advances.

Работу выполняли специалисты из Шанхайского университета Цзяотун, Института Макса Планка (Германия) и трёх других китайских вузов. В рамках экспериментов они протестировали сплавы на образцах высокопрочного чугуна - материала, ежегодное мировое производство которого достигает примерно 120 миллионов тонн. Из 17 разработанных составов 14 продемонстрировали оптимальное сочетание прочности и пластичности. В частности, новые сплавы оказались на 15,2% прочнее при сохранении пластичности или на 73,2% пластичнее без потери прочности. При этом себестоимость производства снизилась на 8,1%.

Экологический эффект и значение исследования

В проекте также принимали участие специалисты из Городского университета Гонконга, Восточно-Китайского университета науки и технологий и Центрального Южного университета. Важно отметить, что ежегодно в мире производится около 2 миллиардов тонн металла, большая часть которого добывается из первичных ресурсов. Металлургия при этом отвечает за 40% промышленных выбросов парниковых газов и 10% общего мирового потребления энергии. Переработка металлолома затруднена из-за присутствия различных примесей и нестабильного состава сырья.

По словам Люлю Ханя, одного из исследователей, традиционный подход к работе с примесями в металлоломе заключался в их разбавлении за счёт добавления первичного металла.

Однако команда применила новую стратегию, основанную на машинном обучении, которая позволяет не просто нейтрализовать влияние примесей, а использовать их в качестве преимущества. Такие сплавы не только устойчивы к загрязнениям, но и способны извлекать из них пользу. Это открывает новые перспективы для устойчивого развития в металлургической отрасли.

Исследование международной группы учёных создаёт условия для эффективного применения металлолома в промышленности, что может значительно уменьшить экологическую нагрузку металлургии. Учитывая огромные объёмы металлических отходов, ежегодно выбрасываемых в окружающую среду, внедрение новых сплавов позволит сократить потребление первичных ресурсов и снизить выбросы парниковых газов. Для России и других стран с развитой металлургией это особенно актуально в контексте перехода к экологически чистым технологиям и достижению целей устойчивого развития.

В то время как исследователи из Китая и Германии добиваются успехов в создании новых сплавов из металлолома, их коллеги также работают над инновациями в других областях. Например, учёные из Китая разработали композитный материал с добавлением бамбукового биоугля, который предназначен для защиты электроники от электромагнитных помех. Эти достижения подчеркивают важность междисциплинарного подхода в науке и технологиях.