新型可持续金属材料及其制造工艺是DaMic研究项目的核心。该项目共包含十一个子项目，旨在助力建立数字化与可持续性交叉领域的新研究方向。
钢等金属材料通过熔炼和合金化生产，并借助铸造、锻造或焊接等工艺成型。目前，其生产过程占工业温室气体总排放量的40%。此外，材料分解时还会产生大量有害副产品。因此，未来的金属材料必须更加可持续。由德国研究基金会（DFG）资助的DaMic优先计划旨在为此奠定科学基础。
该计划的重点在于材料设计的数字化与数据驱动方法，这些方法将用于开发更环保、更易回收且性能优异的材料。目前正探索两种基本路径：一是减少化学添加剂（合金元素）用量的材料，二是对钢铁和废铁等二次原料中的杂质具有较高耐受性的合金。
高速钢的可回收性与可持续性
由伍珀塔尔大学Arne Röttger教授参与的该项目子课题，聚焦于所谓“贫化高速钢”的新型形态。这些新型材料主要用于钻头、铣刀和圆锯片等金属切削工具。具体而言，项目致力于开发基于计算机模拟和机器学习的设计方法，以自动优化钢的化学成分、微观结构与性能之间的复杂关系，并将其映射到数字材料模型中。
“更高的耐磨性或改进的性能（如强度）通常能延长使用寿命，而贫化合金设计则使这些钢更易回收。高速钢在使用中寿命较短，导致其回收循环频繁，每年回收量巨大。因此，新型高速钢的潜在效益相当可观，”Arne Röttger强调。
研究过程中确定的工具钢将进行制造和测试，以评估其实际性能与潜在局限性。随后进行进一步优化，直至新合金概念成熟。
用于3D打印的可持续铜材料
由伍珀塔尔大学Silja Rittinghaus博士领导的子项目，正在开发用于3D打印的下一代轻质环保铝合金。传统高性能合金常使用钪、锂等稀有且昂贵的合金元素，导致生产成本高昂且难以回收。该项目另辟蹊径。Rittinghaus表示：“我们专注于使用易获取、非关键性合金元素的铝合金，这些材料更易回收、更可持续，同时仍能满足机械性能要求。”
通过将现代3D打印技术与强大的计算机模型及人工智能相结合，该项目正在研究如何快速高效地优化合金配方和微观结构。团队的长期目标不仅是提供更环保的金属，还要为加速合金开发制定路线图，为循环经济与资源高效利用铺平道路。
基于废钢回收的跨界钢
跨界钢是不同类型不锈钢的混合物，因其高废钢含量，可完全由回收材料生产。然而，这些钢仍需深入分析。其化学成分将与传统标准化牌号存在显著差异，且磷、硫、铜等伴生元素的比例会因废钢含量而不可避免增加。这些元素可能导致有害污染，进而损害材料性能。
因此，由伍珀塔尔大学Jaan-Willem Simon教授参与的项目正在研究如何使钢更坚固耐用，以及材料内部微小损伤所起的作用。Simon解释道：“通过高通量实验（同时测试大量变体而非逐一进行）和人工智能，我们分析了许多不同的废钢混合物，以了解杂质如何影响钢的性能，以及如何将回收钢专门用于高性能应用。”
来源：idw

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