鈷和鎢在工業(yè)中發(fā)揮著重要作用，例如在合金或電池生產(chǎn)中。這些金屬通常是在有問題的工作和環(huán)境條件下開采的。萊茵蘭-法爾茨凱澤斯勞滕-蘭道技術(shù)大學(xué)（RPTU）的一個(gè)研究項(xiàng)目將致力于減少這些關(guān)鍵原材料在刀具中的比例、替代它們或在材料循環(huán)中回收利用這些材料。卡爾蔡司基金會將為這項(xiàng)工作提供為期6年、約490萬歐元的資助。
無論是航空航天技術(shù)、汽車工業(yè)、能源行業(yè)還是機(jī)械和設(shè)備制造，許多領(lǐng)域都需要硬質(zhì)合金刀具，如鉆頭、銑刀和車刀。它們是許多生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)。
“碳化鎢形式的鎢和鈷是這一金屬類別的基礎(chǔ)。它們具有耐磨損和耐高溫的特點(diǎn)，”凱澤斯勞滕RPTU生產(chǎn)工程和工業(yè)組織系主任Jan Aurich教授說，“這些刀具中約有80%含有這兩種化學(xué)元素。這些工具是在社會和衛(wèi)生條件都很有問題的情況下開采的，而且礦區(qū)周圍的環(huán)境也遭到了破壞。”
Aurich教授談到新項(xiàng)目時(shí)說：“我們希望替代這些金屬或大幅減少其使用量。如果由于技術(shù)原因無法做到這一點(diǎn)，我們希望對金屬進(jìn)行回收利用，形成一個(gè)封閉的材料循環(huán)。我們的目標(biāo)是不損害機(jī)械性能，從而保證耐用性，重要的是，回收材料必須具有與主要原材料相同的質(zhì)量。”
在另一個(gè)子項(xiàng)目中，研究人員正在努力將刀具中的鎢和鈷比例降至*低�！盀榇�，我們使用了3D打印技術(shù)。這使我們能夠以不同于現(xiàn)有工藝的方式制造刀具，只在功能所需的地方使用鎢和鈷。”Aurich教授說。例如，刀具的柄部可以用鋼制成，而這兩種礦物質(zhì)只在*使用。
該項(xiàng)目還旨在用其他材料完全取代刀具中的硬質(zhì)合金。Aurich教授說：“現(xiàn)在有一些新型高性能鋼材，它們具有與硬質(zhì)合金類似的特性，換句話說，它們經(jīng)久耐用且耐高溫。該團(tuán)隊(duì)將研究哪種材料適合，以及具體如何使用。”
除其他外，工作中還將使用模擬和材料分析方法。FairTools研究項(xiàng)目由Aurich教授負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。參與該項(xiàng)目的還有Eberhard Kerscher博士教授（材料測試系）、Kristin de Payrebrune博士教授（工程計(jì)算物理系）和Lisa Scheunemann博士初級教授（工程力學(xué)系）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，以及來自表面和涂層分析研究所（IFOS）的Sven Ehnert博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，后者提供了材料和表面分析方法。
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