金屬與粉末冶金

近紅外稀土材料可用于免疫治療

美國斯坦福大學(xué)Hongjie Dai團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)最新研究表明，使用超亮近紅外IIb（NIR—IIb）稀土納米顆粒進(jìn)行體內(nèi)分子成像用于免疫療法。相關(guān)論文2019年9月30日在線發(fā)表在《自然—生物技術(shù)》。

研究人員開發(fā)出具有生物相容性的立方相（α相）—基稀土納米粒子（ErNPs）用于小鼠癌癥免疫療法中的動態(tài)成像，在大約1600nm處觀察到明亮的下轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜。研究人員使用帶有抗PD—L1（細(xì)胞程式死亡—配體1）抗體的交聯(lián)親水聚合物層功能化的ErNPs在結(jié)腸癌小鼠模型中對PD—L1進(jìn)行分子成像，發(fā)現(xiàn)腫瘤信號與正常組織信號比約為40。利用ErNPs的發(fā)光壽命長（約4.6μms）的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)在1600nm窗口內(nèi)ErNPs和硫化鉛量子點(diǎn)同時成像。

在腫瘤微環(huán)境中，通過PD—L1和CD8（白細(xì)胞分化抗原的一種）的體內(nèi)NIR—IIb分子成像發(fā)現(xiàn)了對免疫療法有響應(yīng)的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，并且由于免疫激活改變了腫瘤和脾臟中的CD8信號。交聯(lián)的功能化層可在2周內(nèi)促進(jìn)90%的ErNP排出體外，并且在小鼠中沒有檢測到毒性。

據(jù)了解，NIR—IIb（1500～1700nm）窗口是哺乳動物深層組織光學(xué)成像的理想選擇，但一度缺少明亮且生物相容的探針。（中國稀土行業(yè)協(xié)會）

韓國正擴(kuò)大導(dǎo)電線領(lǐng)域鋁的應(yīng)用

韓國電線制造企業(yè)正在電纜導(dǎo)線上持續(xù)擴(kuò)大鋁合金的使用，以逐步替代傳統(tǒng)的電解銅材料。與銅相比，盡管鋁的導(dǎo)電性略差，但價格卻便宜3倍以上，而且安全性相對較高。在傳統(tǒng)電線和電纜的制造上，通常是將電解銅作為原料使用，但目前為了將鋁作為導(dǎo)體使用，韓國電線產(chǎn)業(yè)正在積極開展相關(guān)的研究。

在韓國電線領(lǐng)域，作為銅線的競爭材料，鋁線所占的比重達(dá)到了65%。即使部分替代了銅線，2種金屬材料在其他領(lǐng)域的競爭也是如火如荼。

業(yè)內(nèi)對于鋁合金導(dǎo)體的應(yīng)用研究仍在進(jìn)行之中，這主要?dú)w因于其突出的價格優(yōu)勢和輕量化效果。近期，韓國LS電纜株式會社成功開發(fā)了高速鐵道專用的“剛性桿”（Rigid Bar）。此次開發(fā)的剛體電車軌道線是采用鋁桿替代銅線，進(jìn)行供電的系統(tǒng)。采用剛體電車軌道線，不僅可以實(shí)現(xiàn)輕量化的效果，而且無需支撐電車線的懸纜、電纜掛鉤等附屬附件，從而大幅縮減隧道的尺寸。（中國有色金屬報）

東風(fēng)—41用上“重慶造”鋁材

在慶祝新中國成立70周年閱兵式上，多款受閱的“明星武器”都有“重慶造”元素——由中鋁西南鋁進(jìn)行鋁材裝備配套。

據(jù)中鋁西南鋁相關(guān)人士介紹，此次閱兵式上亮相的武器里，東風(fēng)—17、巨浪—2、長劍—100等多款“明星武器”由中鋁西南鋁提供部分產(chǎn)品配套。其中，東風(fēng)—41洲際戰(zhàn)略核導(dǎo)彈就裝備了中鋁西南鋁生產(chǎn)的鋁鋰合金產(chǎn)品。

“鋁鋰合金材料具有密度低、彈性模量高、耐腐蝕、焊接性能好等多種優(yōu)異性能?！敝袖X西南鋁負(fù)責(zé)人表示，該產(chǎn)品在航空航天等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，但由于技術(shù)要求高、生產(chǎn)難度大，此前只有少數(shù)國家能夠生產(chǎn)。

為保障國家重大工程項(xiàng)目建設(shè)需求，中鋁西南鋁開展自主創(chuàng)新攻關(guān)，終成功解決鋁鋰合金材料室溫塑性差、加工性能差等一系列“卡脖子”難題，摸索出一套獲得高質(zhì)量鋁鋰合金產(chǎn)品的關(guān)鍵核心加工技術(shù)，扭轉(zhuǎn)了先進(jìn)鋁鋰合金材料長期依賴進(jìn)口的被動局面。（重慶日報）

我國科學(xué)家在單層鐵磁材料GdAg2中發(fā)現(xiàn)外爾節(jié)線

自旋電子學(xué)器件的發(fā)展在一定程度上依賴于磁性材料的發(fā)展。在2017年，科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)上獲得了二維鐵磁材料，引發(fā)了該領(lǐng)域的研究熱潮，但是實(shí)現(xiàn)拓?fù)湫缘亩S鐵磁材料仍面臨較大挑戰(zhàn)。

中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心與北京理工大學(xué)以及日本廣島大學(xué)的研究人員合作，利用同步輻射角分辨光電子能譜并結(jié)合理論計(jì)算，在單原子層的鐵磁材料GdAg2（Tc≈85K）中發(fā)現(xiàn)了自旋極化的外爾節(jié)線。通過深入的分析，他們發(fā)現(xiàn)這些外爾節(jié)線受到晶體對稱性的保護(hù)，因此具有很好的穩(wěn)定性。另外，單層GdAg2中的某些外爾節(jié)線會隨著磁化方向的不同而選擇性地打開能隙。該研究為二維鐵磁材料在納米微電子器件中應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。（中科院大連化學(xué)物理研究所）

西安交大單智偉團(tuán)隊(duì)探秘鎂的位錯行為

西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院單智偉及其團(tuán)隊(duì)最新研究成果——“錐面位錯可主導(dǎo)亞微米金屬鎂的大塑性變形”成功刊發(fā)于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。相比于傳統(tǒng)的金屬材料，鎂卻有一個難以克服的“軟肋”——塑性較差，這使得型材和零件的變形加工困難，工藝成本高，從而嚴(yán)重制約了鎂作為結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)選取合適的加載方向來消除其它位錯的干擾，采用梯度樣品設(shè)計(jì)來解決捕捉和表征單根位錯難的問題，然后運(yùn)用三維圖像重構(gòu)技術(shù)來解決位錯滑移面不易確定的難題，并通過對比力學(xué)曲線的方式澄清了電子束影響的問題。得益于這些有針對性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究團(tuán)隊(duì)以令人信服的結(jié)果，證明了最起碼對亞微米尺度的純鎂而言，各種類型的錐面位錯（刃、螺、混合型）不僅可以滑移，而且可以導(dǎo)致非常大的塑性變形。與塊體材料相比，微納米樣品呈現(xiàn)出更高的屈服強(qiáng)度和流變應(yīng)力。

據(jù)此，研究團(tuán)隊(duì)推測，高應(yīng)力促進(jìn)了錐面位錯的形核和滑移，進(jìn)而提高了測試樣品的塑性。通過進(jìn)一步深入分析，研究人員不僅確定了位錯的滑移面，而且還清晰地觀察到錐面位錯的交滑移、位錯偶極子的形成以及位錯往復(fù)運(yùn)動等此前尚未報道過的重要現(xiàn)象。（西安交通大學(xué)）

高熵合金強(qiáng)與韌兼得的奧秘破解

近日，浙江大學(xué)研究人員與國內(nèi)外合作者，揭示了高熵合金中晶格調(diào)控力學(xué)性能的特殊機(jī)制。相關(guān)論文在線刊登于《自然》。

研究人員表示，與傳統(tǒng)的界面調(diào)控（包括晶界、相界、第二相界面等）以及團(tuán)簇等精細(xì)結(jié)構(gòu)調(diào)控相比，高熵合金中獨(dú)特的濃度波調(diào)控極精細(xì)并具有連續(xù)性，是一種可控和高效的材料強(qiáng)韌化方法。

浙江大學(xué)電子顯微鏡中心教授余倩課題組首先通過原子尺度的元素分布表征，揭示了高熵合金多種元素如何固溶在一起的重要疑問?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)了高熵合金中獨(dú)特的濃度波起伏，相比于傳統(tǒng)固溶體合金中在晶格尺度趨于平直的元素濃度波起伏，高熵合金濃度在晶格間25%到15%的震蕩，會帶來納米尺度晶格阻力的震蕩和局域?qū)渝e能的變化?！庇噘徽f。緊接著，通過在保證完全固溶的前提下增加元素間電負(fù)性和原子大小的差距，研究人員制備了納米尺度各種元素濃度起伏在60%到0之間的CrFeCoNiPd合金。

在高倍電鏡的放大下，研究人員看到，普通材料的位錯線是沿著固定的滑移帶像一線潮那樣奔涌向前，但是CrFeCoNiPd合金中，位錯線卻走得“磕磕絆絆”?？蒲腥藛T把這樣的位錯移動稱為交滑移，位錯不沿著原有的晶面走，而是選擇了另一個晶面。這樣，位錯之間的相互作用就會增加，提供了更多變形的可能，同時也“呼喚”更強(qiáng)的外力來推動位錯往前走。（中國科學(xué)報）

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能橋梁用鋼”項(xiàng)目取得重要進(jìn)展

近日，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)管理辦公室在上海組織了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能橋梁用鋼”項(xiàng)目的中期檢查，項(xiàng)目實(shí)施順利，取得重要進(jìn)展，超額完成項(xiàng)目研究任務(wù)。

該項(xiàng)目圍繞任務(wù)書目標(biāo)，開展了690MPa級橋梁鋼、420MPa級耐候橋梁鋼、2000MPa級橋索鋼、12.9級抗延遲斷裂耐候螺栓鋼的材料機(jī)理、制造關(guān)鍵技術(shù)、配套焊接材料與焊接工藝、服役性能評價、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的研發(fā)工作。

4種關(guān)鍵材料的成功開發(fā)，解決了多年來我國橋梁鋼發(fā)展中存在的關(guān)鍵技術(shù)難題，形成了體系完整、批量質(zhì)量穩(wěn)定的高性能橋梁鋼生產(chǎn)能力，提升了我國橋梁制造行業(yè)競爭力。（科技部）

內(nèi)蒙古打破高端鋁產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)瓶頸

由內(nèi)蒙古中拓鋁業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的自主知識產(chǎn)權(quán)電子鋁箔光箔生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)多批量生產(chǎn)。產(chǎn)品投放市場后，用戶采用后認(rèn)為完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。這標(biāo)志著內(nèi)蒙古具有高附加值的電子鋁箔產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸終于被打破。

電子鋁箔行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，首先是從鋁錠中提煉出高純鋁，高純鋁通過熔鑄、熱軋、冷軋及熱處理等工序加工成為電子鋁箔光箔，光箔經(jīng)腐蝕化成生產(chǎn)成用于鋁電解電容器的電極箔。

2009年10月，中拓鋁業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)正式成立，開始了漫長的攻堅(jiān)之旅。從自己設(shè)計(jì)圖紙到自己研發(fā)設(shè)備，研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過10年不懈努力，終于突破核心技術(shù)壁壘，擺脫了國外技術(shù)封鎖。第一卷長10 000m、寬500mm、厚0.1mm的低壓電子鋁箔光箔問世，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，中試實(shí)驗(yàn)于今年更新了部分設(shè)備、繼續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，最終低壓電子鋁箔光箔實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。（科技日報）

首鋼耐火耐候鋼成功應(yīng)用于滑雪大跳臺項(xiàng)目

日前，首鋼承接的2022年北京冬奧會滑雪大跳臺裁判室完成安裝，由首鋼研發(fā)的SQ345FRW、Q345GJDZ25鋼板及配套焊材、螺栓保質(zhì)保量如期交貨，確保了滑雪大跳臺項(xiàng)目高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率建設(shè)。

首鋼滑雪大跳臺是2022年冬奧會北京賽區(qū)唯一的雪上比賽場地，是世界首例永久保留和使用的滑雪大跳臺場地。大跳臺裁判室這種人群密集場所使用的鋼材，在具有耐腐蝕性能的同時，還對機(jī)械性能、焊接性能和耐火耐候性提出了極高要求，以保障主體材料有充足的支撐時間來確保人流疏散。

在80mm厚規(guī)格Q345GJDZ25鋼板生產(chǎn)過程中，首鋼技術(shù)研究院研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次論證與現(xiàn)場試驗(yàn)，采取合金烘烤、鋼坯保溫等措施，提高了鋼板的探傷合格率；通過降低精軋過程變形溫度來實(shí)現(xiàn)位錯強(qiáng)化，保證了鋼板的強(qiáng)度；在生產(chǎn)中精確調(diào)整各項(xiàng)溫度參數(shù)，優(yōu)化合金成分體系設(shè)計(jì)，調(diào)整鋼板入水溫度與終冷溫度，保證了鋼板的強(qiáng)度和平整度。（中國冶金報）

寶鈦緊固件用TC4鈦合金大單重盤圓線坯單重突破150kg

近日，寶鈦集團(tuán)公司線材廠緊固件用單重150kg的TC4鈦合金大單重盤圓線坯軋制成功，為彌補(bǔ)國產(chǎn)鈦緊固件短板打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

目前，航空緊固件生產(chǎn)廠家為了確保緊固件尺寸、質(zhì)量一致性，生產(chǎn)用絲材常采用進(jìn)口大單重盤圓絲材。而國內(nèi)鈦合金航空緊固件用盤圓絲材質(zhì)量僅10～20kg，無法滿足航空緊固件大單重要求。

項(xiàng)目組經(jīng)過半年多技術(shù)攻關(guān)、設(shè)備論證、結(jié)合寶鈦研究院熱模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證軋制應(yīng)變速率與溫升關(guān)系，不斷優(yōu)化孔型和導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)，克服坯料咬入困難、軋制彎頭、表面質(zhì)量、軋線速度精準(zhǔn)匹配等諸多難題。項(xiàng)目組采用線材廠鈦及鈦合金熱連軋生產(chǎn)線，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控溫控速軋制，成功軋制出了TC4單重150kg規(guī)格Φ8.0mm的大單重線坯盤圓。生產(chǎn)的大單重線坯頭、中、尾組織一致性高，表面質(zhì)量良好，緊固件用絲材單重達(dá)到國際水平，為我國緊固件用TC4鈦合金大單重盤圓線材研制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（中國有色金屬報）

泡沫鎂合金已完成研發(fā)有望投入量產(chǎn)

陜西省榆林市瑩宇電子科技有限公司利用鎂研發(fā)出一種泡沫金屬材料“泡沫鎂合金”。泡沫金屬生產(chǎn)方式主要是熔體發(fā)泡法，以泡沫鋁為主，由于鎂合金熔點(diǎn)低，難成形，泡沫鎂合金的理論文獻(xiàn)較少。

泡沫鎂合金具有幾種特性不可以替代：泡沫鎂合金材料的阻尼、減震、吸能特性在材料領(lǐng)域具有不可替代性，不像鎂合金輪轂、鎂合金方向盤鋁材或者鋼材可以替代；泡沫鎂合金材料的消音特性不可替代；泡沫鎂合金輕量化不可以替代。

泡沫鎂合金阻尼減震是泡沫鋁的10～20倍，密度小，密度是鎂合金的0.1～0.4倍。高阻尼減震性能及抗擊能量吸收率：阻尼減震是鎂合金的10～20倍?？紫堵蕿?0%的泡沫鎂合金發(fā)生50%的變形時，理論上可吸收10MJ/m3以上的能量。良好的吸聲性能：聲波頻率在125～4000HZ之間時，通過泡沫鎂合金的吸聲系數(shù)最大可達(dá)10，其倍頻程平均吸收系數(shù)超過0.6。優(yōu)良的電磁屏蔽性能：電磁波頻率在2.6～1.8GHZ之間，泡沫鎂合金的屏蔽量可達(dá)80～120Db。良好的熱學(xué)性能：通孔泡沫鎂合金由于其孔洞相連孔隙率80%，在強(qiáng)制對流條件下具有良好的散熱性能。

泡沫鎂合金作為一種新型多功能材料，具有重量輕、比剛度高、吸聲隔音、隔熱、防震、耐沖擊及優(yōu)良的電學(xué)性能和可回收性等特點(diǎn)，在海陸空武器裝備及民用等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。（中國有色金屬報）