Forscher haben ein Verfahren vorgestellt, bei dem pulverisierte Eierschalen zur Herstellung hochwertiger Magnesiumlegierungen verwendet werden, die in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie in der Biomedizin vielf\u00e4ltige Anwendungsm\u00f6glichkeiten finden. Die Eierschalen dienen dabei als kosteng\u00fcnstige und umweltvertr\u00e4gliche Alternative zu herk\u00f6mmlichen Kalziummaterialien, die in einem energieintensiven Verfahren aus Erz hergestellt werden.<\/p>\n\n\n
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Kalziummaterialien wie Kalziumkarbonat und Kalziumoxid kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz.<\/p>\n\n\n\n
\n\u201eZum Beispiel sind Kalziumkarbonat und Kalziumoxid wichtige Werkstoffe f\u00fcr die Herstellung von Metalllegierungen\u201c, sagt Bharat Gwalani, korrespondierender Autor einer Ver\u00f6ffentlichung zu dieser Arbeit und Assistenzprofessor f\u00fcr Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der North Carolina State University. <\/p>\n\n\n\n
\u201eDie Herstellung dieser Kalziumwerkstoffe beruht jedoch auf einem komplexen Verfahren, bei dem abgebautes Erz zum Einsatz kommt. Wir haben eine Technik demonstriert, mit der wir einen Schritt \u00fcberspringen k\u00f6nnen. Anstatt Erz zu Kalziummaterialien zu verarbeiten und diese Materialien dann zur Herstellung von Metallen oder Metalllegierungen zu nutzen, haben wir gezeigt, dass man eine hochwertige Metalllegierung aus Eierschalen herstellen kann.\u201c<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n
Eierschalen bestehen zu 95% aus Kalziumkarbonat, und der Prozess, mit dem die Forscher die Eierschalen in Legierungen einarbeiten, wandelt dieses in Kalziumoxid und naszierendes Kalzium um.<\/p>\n\n\n\n
\n\u201eDas hat viele Vorteile\u201c, sagt Gwalani<\/strong>. \u201eEs sind weniger Schritte erforderlich. Man verf\u00fcgt \u00fcber eine zuverl\u00e4ssige, nachhaltige Lieferkette. Eierschalen sind kosteng\u00fcnstig. Und man verbraucht weitaus weniger Energie, da man nicht den Prozess der Herstellung von Kalziumprodukten aus Erz durchlaufen muss.\u201c<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n
F\u00fcr diese Proof-of-Concept-Arbeit nutzten die Forscher Eierschalen, um festere und h\u00e4rtere Magnesiumlegierungen herzustellen, deren Kombination aus Festigkeit und Gewicht sie f\u00fcr Anwendungen wie Elektronik und Luft- und Raumfahrttechnik geeignet macht.<\/p>\n\n\n\n
\n\u201eMagnesium wird mit Kalzium versetzt, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern\u201c, sagt Gwalani.<\/strong> \u201eWir wollten herausfinden, ob wir biogenen Abfall \u2013 Eierschalen \u2013 nutzen k\u00f6nnen, um die ben\u00f6tigten Kalziummaterialien w\u00e4hrend des Herstellungsprozesses zu erzeugen.\u201c<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n
F\u00fcr diesen Prozess bohren die Forscher zun\u00e4chst eine Reihe gleichm\u00e4\u00dfig verteilter L\u00f6cher in einen zylindrischen Magnesiumblock. Diese L\u00f6cher werden dann mit fein gemahlenen Eierschalen gef\u00fcllt. Anschlie\u00dfend wird dieser Block in einen Stahlzylinder eingesetzt. Anschlie\u00dfend wird ein Stahldorn mit einer Bohrung in der Mitte in den Zylinder abgesenkt. Der Dorn fungiert im Wesentlichen wie ein St\u00f6\u00dfel in einem M\u00f6rser: Er dr\u00fcckt auf den Magnesiumblock und dreht sich dabei mit 300 Umdrehungen pro Minute.<\/p>\n\n\n\n
Dieses Verfahren wird als Reibungsr\u00fchrstrangpressen bezeichnet. W\u00e4hrend der Dorn nach unten dr\u00fcckt und sich dreht, geschehen mehrere Dinge nahezu gleichzeitig. Das Eierschalenpulver wird in das umgebende Magnesium eingemischt, wodurch Reibung zwischen den Eierschalenpartikeln und dem Metall entsteht. Durch diese Reibung wird das Kalziumkarbonat in Kalziumoxid und Kalzium umgewandelt \u2013 und es entsteht die hochfeste Legierung Mg2<\/sub>Ca. Schlie\u00dflich dr\u00fcckt der nach unten gerichtete Druck des Dorns die Magnesiumlegierung durch die Bohrung heraus, wodurch ein extrudierter Stab des Endprodukts entsteht.<\/p>\n\n\n\n
\u201eDiese Arbeit zeigt, dass man hochwertige Magnesiumlegierungen unter Verwendung eines kosteng\u00fcnstigen, nachhaltigen, biogenen Abfallmaterials herstellen kann\u201c, sagt Gwalani. \u201eDies ist ein skalierbarer, energieeffizienter und umweltvertr\u00e4glicher Weg, um Verbundwerkstoffe auf Magnesiumbasis aus biogenen Abfallstoffen herzustellen.<\/p>\n\n\n\n
\u201eUnd wir haben bereits gezeigt, dass dieser Ansatz \u00fcber Magnesium und Eierschalen hinaus Anwendungsverm\u00f6gen hat\u201c, sagt Gwalani. \u201eWir haben Anfang dieses Jahres demonstriert, dass man denselben Ansatz \u2013 die Reibr\u00fchrstrangpressung \u2013 nutzen kann, um magnetische Verbundwerkstoffe herzustellen, indem man magnetisches Samarium-Kobalt-Pulver (SmCo\u2085<\/sub>) in Aluminiumschrott einmahlt.\u201c<\/p>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n\nHinweis:<\/strong> Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff \u00fcbersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen \u00dcbersetzungen an, um eine gr\u00f6\u00dfere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu pr\u00e4sentieren. Da dieser Artikel mit automatischer \u00dcbersetzung \u00fcbersetzt wurde, ist es m\u00f6glich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enth\u00e4lt. Den urspr\u00fcnglichen Artikel in Englisch finden Sie\u00a0hier<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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