ساخت زیرساخت فلزات پایدار: گزارش NIST استراتژی های کلیدی را برجسته می کند

موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) گزارشی را منتشر کرده است که در آن استراتژی‌هایی برای توسعه زیرساخت‌های پردازش فلزات کارآمدتر، پایدار و انعطاف‌پذیرتر در ایالات متحده شناسایی می‌شود که در آن فلزات به طور مؤثرتری در سراسر اقتصاد استفاده می‌شوند. این گزارش چالش‌های کلیدی را که باید برای دستیابی به این هدف مورد توجه قرار گیرد، از جمله فقدان استانداردهای قوی برای محتوای بازیافتی و آسیب‌پذیری‌های زنجیره تامین برای مواد حیاتی، برجسته می‌کند.

پردازش فلزات کل چرخه زندگی مواد از جمله استخراج، طراحی آلیاژ، ساخت، استفاده مجدد و بازیافت را پوشش می دهد. پایدار کردن و انعطاف پذیرتر کردن پردازش فلزات در برابر اختلالات زنجیره تامین و کمبود منابع، کلید ارتقای نوآوری و رقابت صنعتی ایالات متحده و در عین حال تقویت امنیت اقتصادی و ملی است.

گزارش، چالش های مادی در توسعه زیرساخت های پردازش فلزات پایدار، بر اساس الف است کارگاه NIST در ژوئیه 2024 برگزار شد.

اندرو آیمز، مهندس تحقیقات مواد NIST، یکی از نویسندگان گزارش، گفت: «این کارگاه گروهی از متخصصان مختلف از صنعت، دانشگاه و جهان سیاست را گرد هم آورد تا برخی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در فضای پردازش فلزات را برطرف کنند. رویارویی با این چالش ها مستلزم رویکرد جدیدی در نحوه منبع، پردازش، استفاده و بازیافت فلزات است.

این گزارش موضوعات مختلف مربوط به تولید فلزات، از فناوری‌های جدید برای استخراج و پردازش مواد فله مانند آلومینیوم و فولاد، تا توسعه مدل‌سازی و ابزارهای داده‌ای جدید برای طراحی آلیاژهای پیشرفته را پوشش می‌دهد.

این گزارش بر اهمیت مواد حیاتیاز جمله مواد معدنی حاوی لیتیوم و کبالت که عناصر کلیدی ساخت گوشی‌های هوشمند، باتری‌ها، نیمه‌رساناها و دستگاه‌های پزشکی هستند و همچنین سوپرآلیاژهای مورد استفاده در سخت‌افزارهای نظامی و موتورهای جت.

به دلیل در دسترس بودن محدود و خطر اختلالات زنجیره تامین، به دست آوردن این مواد می تواند چالش برانگیز باشد. صنایع می توانند با تنوع بخشیدن به زنجیره تامین خود با منابع جدید، شناسایی مواد جایگزین و بهبود روش های بازیافت به این مسائل رسیدگی کنند تا امکان گردش مجدد بیشتر مواد موجود فراهم شود.

این گزارش همچنین بر نیاز به بهبود استانداردهای استفاده مجدد و بازیافت فلزات تاکید می کند. استانداردهای بهتر می تواند جداسازی فلزات برای بازیافت را کارآمدتر کند و هزینه های صنعت را کاهش دهد. برنامه های صدور گواهینامه جدید می تواند به اطمینان حاصل شود که محصولات ساخته شده با محتوای بازیافتی با استانداردهای عملکرد مطابقت دارند، که می تواند بازار مواد بازیافتی را گسترش دهد.

این گزارش پنج استراتژی را برجسته می کند که به صنعت کمک می کند تا با این چالش ها و سایر چالش ها مقابله کند:

• علم اندازه گیری پیشرفته برای تولید فلزات پایدار، از جمله تکنیک های جدید جداسازی برای بازیافت.
• توسعه پایه فنی برای حمایت از توسعه استانداردها، از جمله داده های مورد نیاز برای ایجاد یا بهبود استانداردهای مبتنی بر عملکرد برای فلزات بسیار بازیافتی مانند آلومینیوم و فولاد.
• داده ها و ابزارهای مدل سازی را افزایش دهید برای رسیدگی به خطرات عرضه و طراحی محصولات برای بهبود قابلیت بازیافت.
• توسعه نیروی کار و آموزش را ارتقا دهید با ایجاد برنامه های آموزشی و ایجاد مشارکت بین دانشگاه ها، آزمایشگاه ها و صنعت.
• ذینفعان را دعوت کنید برای ایجاد همکاری هایی که به اشتراک گذاری دانش و نوآوری را تقویت می کند.

کارگاه NIST تولید کنندگان، شرکت های فناوری، محققان و سایر کارشناسان را از تمام مراحل زنجیره پردازش فلزات گرد هم آورد. NIST سابقه طولانی در گردهمایی سهامداران در بخش های صنعتی برای حل مشکلات مشترک از طریق فناوری و استانداردهای بهتر دارد.

ایمز گفت: «ما همیشه به دنبال راه‌هایی برای کمک به شرکای صنعتی در حل مشکلات سخت مهندسی یا علمی هستیم. “بخشی از ماموریت NIST کمک به حفظ رقابت صنعت ایالات متحده است. ما می توانیم این کار را با شناسایی فناوری های امیدوارکننده و کمک به انتقال آنها به خارج از آزمایشگاه انجام دهیم تا بتوان آنها را در مقیاس صنعتی پیاده سازی کرد.”