基于此，2024年12月10日，太平洋西北國家實驗室李嘯（Xiao Li）博士、Jorge F. dos Santos在國際知名期刊Nature Communications發表題為《Upcycled high-strength aluminum alloys from scrap through solid-phase alloying》的研究論文。

為了克服與熔化相關的限制，作者開發了一種固相回收和同步合金化方法。這種創新工藝能夠將6063鋁廢料與銅、鋅和鎂合金化，形成納米團簇強化的高性能鋁合金，其成分和性能類似于7075鋁合金。

獨特的納米結構具有高密度的Guinier-Preston區和均勻沉淀的納米級η’/Mg(CuZn)₂強化相，可將屈服強度和極限拉伸強度提高>200%。

這種可擴展的制造方法不僅能從回收的廢料中生產出高性能的產物；還可以升級再利用，為金屬再利用提供了一種模型；并且可以按需回收升級來自廢料的各種金屬材料。

圖1：鋁的生命周期和升級再造工作流程

圖2：摩擦擠壓棒及其各自的機械性能

圖3：固相合金化過程中的微觀結構演變

這篇論文的研究亮點在于開發了一種固相回收和同步合金化的方法，該方法能夠在不熔化前體材料的情況下，將低強度、低成本的鋁合金廢料升級為高強度、高價值的鋁合金產品。通過在摩擦擠出過程中施加的嚴重剪切變形，細化了合金添加物，并促進了它們在鋁基體中的均勻分散，從而形成了細小的GP區和η’/Mg(CuZn)₂。

這一方法不僅提高了材料的性能，還減少了金屬生產的能量足跡和環境影響，并為傳統基于熔煉的過程無法生產的全新合金和復合材料提供了一條路徑。

Wang, T., Li, X., Li, Z.et al.?Upcycled high-strength aluminum alloys from scrap through solid-phase alloying.?Nat Commun?15, 10664 (2024).