
“ 近日,钢之家钢铁发展研究中心发布了《2021年钢铁市场秋季报告》,报告指出,2022年,“双碳”背景下能耗双控将严格执行,我国粗钢产量将继续下降,预计粗钢产量为10.3亿吨左右,同比下降1.9%。”
中国钢铁行业是化石能源消耗密集型行业,煤炭和焦炭占比高达92.0%,我国碳达峰、碳中和任务非常艰巨,未来各项要求更加刚性,是钢材减产的必然要求。然而,需求方面,基建、工程机械、汽车、造船等行业需求继续增长,对钢材等硬质材料的需求只增不减。
1、木制硬质材料的优势

以制备木刀的硬化木材为例,制备同样强度的合金刀和陶瓷刀,至少需要多出 10 倍的温度和压力。硬化木材的优势由此可见一斑!
2、李腾教授研发的超硬木材,硬度提升23倍!
第一步是将木材脱掉木质素,即将木材浸泡在含有氢氧化钠和亚硫酸钠的溶液中,当温度达到 100℃ 下将溶液煮沸几个小时。天然木材的刚性大,不易变形,而在去除木质素后,它会变得柔软、灵活。
第二步,给已被进行化学加工的木材施加压力和热度,过程中它会受到热压,水分会被去除,密度也会变得更大,然后在 100℃ 左右干燥,最终制备出硬化木材。
3、科学家研发出能替代钢材的“超级木材”
“它是如此坚固耐用,可能是钢铁,甚至是钛合金的竞争对手。它也可以和碳纤维相比,但便宜得多。”UMD材料科学与工程副教授、该研究的技术主管Liangbing Hu说道。
研究小组还对这种新型木材和天然木材进行了射击试验。子弹直接穿透了天然木材,但没有完全穿透新型木材。
该文章提供了一种非常有前途的设计方法,设计了轻质、高性能的结构材料,具有广阔的应用前景,具有高强度、高韧性和优越的抗冲击性能。特别令人兴奋的是,这种方法对于各种木材来说是万能的,而且很容易实现。这种木材可以用于汽车、飞机、建筑——任何使用钢材的地方。
4、日本汽车用木浆替代钢铁,成本立减80%
丰田最大的供应商Daikyo Nishikawa Corp等主要零部件供应商正在用纳米纤维塑料制造零部件,通过将木浆纤维分解成几百微米(千分之一毫米)来制造的。
Yano博士说,他的研究灵感来自于一艘由美国亿万富翁企业家霍华德·休斯(Howard Hughes)于1947年完成的木材货机。
目前,汽车制零件制造商还需要解决高制造成本的问题,然后才能看到在批量车中使用新的,重量更轻的材料,总体而言,纳米纤维作材料在商业上可行还有很长的路要走。
它将与塑料相结合,并且与高强度钢和铝合金竞争,目前每公斤成本约为2美元。行业专家预计到2025年,纳米纤维价格将跌至每公斤5美元。
5、胡良兵教授将竹子加工成一强度高的散装结构材料
结语
在短期时间内,由于技术的不成熟和商用化试验下,植物为材的硬质材料仍未能完全替代钢材的使用,但在全球“脱碳”的大潮下,钢材的使用场景或许会慢慢被一些成本更低、环境更友好的纤维素新材料所侵占。
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