德国马普可持续材料研究所(MPI-SusMat)科学家在 Nature 发表研究成果,提出一种将金属提取、合金化与热加工 整合为单一步骤 的新工艺,利用氢气还原氧化物制备Invar镍铁合金。
传统镍冶炼每生产1吨金属排放约14吨CO₂,而该方法以氢代替碳作为还原剂,仅生成水,几乎零碳排放,且能耗显著降低。研究显示,该工艺在700℃左右的固态条件下即可实现铁、镍氧化物直接转化为合金,制得的Invar合金不仅保持低热膨胀特性,还因晶粒细化表现出更高强度。
该突破有望扩展至铁、镍、铜、钴等多组元体系,为高熵合金、软磁合金及废料循环利用提供新路径。研究团队认为,这一氢基单步冶金工艺或将重塑工业冶金流程,大幅降低金属生产碳足迹。