研究人员利用蛋壳制造出更坚固、更轻盈的金属合金

盖世汽车讯 将钙添加到镁中以改善其机械性能，而实现这一目标的钙化合物——碳酸钙和氧化钙——通常是通过多阶段工业过程从开采的矿石中生产出来的。

据外媒报道，北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University，NC State）的工程师展示了一种从相当便宜的地方获取钙的方法：蛋壳，其中约 95% 是碳酸钙，通过使用旋转钢心轴将蛋壳磨成固体镁，将生物碳酸钙直接转化为合金剂，完全跳过开采矿石的步骤。该合金具有广泛的汽车、航空航天和生物医学应用。

图片来源：北卡罗来纳州立大学

“例如，碳酸钙和氧化钙是制造金属合金的重要材料，”北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授、该研究的通讯作者Bharat Gwalani说道。“但是生产这些钙材料依赖于利用开采材料的复杂过程。”

该研究发表在期刊《Journal of Magnesium and Alloys》上，其要点是可以取消中间步骤。 “我们已经展示了一种可以跳过一步的技术，” Gwalani表示。“我们已经证明，可以使用蛋壳生产高质量的金属合金，而不是加工矿石来制造钙材料，然后使用这些材料来生产金属或金属合金。”

钻孔、填充、旋转

这种方法被称为搅拌摩擦挤出，其原理几乎是令人难以置信的简单。研究人员在一块镁上均匀地钻出孔，然后用磨碎的蛋壳包裹起来。然后钢心轴以每分钟 300 转的速度靠着块旋转。摩擦产生足够的热量和机械剪切力，使粉末与金属混合，并且相同的作用将所得材料以合金棒的形式挤出。