金屬與粉末冶金

澳大利亞研究人員提升3D打印金屬合金強(qiáng)度

近日，澳大利亞墨爾本皇家理工大學(xué)研究人員研究發(fā)現(xiàn)，利用超聲波能夠改變3D打印金屬合金的微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其強(qiáng)度和一致性，該研究有望推動(dòng)增材制造新技術(shù)的發(fā)展。

研究人員使用了2種常用合金，鈦合金Ti—6Al—4V和鎳基高溫合金Inconel 625，來(lái)演示驗(yàn)證其超聲波方法。鈦合金Ti—6Al—4V常用于飛機(jī)部件和生物植入物，鎳基高溫合金Inconel 625常用于海洋和石油工業(yè)。測(cè)試結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的增材制造相比，這些零件的抗拉強(qiáng)度和屈服應(yīng)力提高了12%。下一步研究人員希望擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模，使其適用于不銹鋼、鋁合金和鈷合金等其他金屬材料（北方科技信息研究所）

美國(guó)利用微生物菌株從消費(fèi)電子垃圾中回收稀土元素

稀土對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和安全至關(guān)重要。為了增加稀土供應(yīng)，美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)關(guān)鍵材料研究小組結(jié)合材料學(xué)與微生物學(xué)，開(kāi)發(fā)出一種生物吸附劑材料，通過(guò)將微生物包埋在聚合物中，能夠從消費(fèi)電子廢物中回收稀土元素。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種大腸桿菌生物吸收劑，并將其封裝在可滲透的聚乙二醇雙丙烯酸酯水凝膠中。所得到的微生物菌珠能夠選擇性地從工業(yè)電子廢物原料滲濾液中提取稀土。此外，微生物菌珠可重復(fù)使用，其吸附能力在連續(xù)9次吸附/解吸循環(huán)測(cè)試后保持不變。與大多數(shù)非稀土金屬離子相比，微生物對(duì)稀土表現(xiàn)出普遍的吸附偏好，并且表面吸附的稀土可以通過(guò)解吸容易地回收，從而實(shí)現(xiàn)有效的稀土回收和生物質(zhì)的循環(huán)利用。表面吸附的稀土可通過(guò)脫附的方式快速回收，從而實(shí)現(xiàn)有效的稀土回收和生物質(zhì)循環(huán)利用。（北方科技信息研究所）

印度研發(fā)出3D金屬打印設(shè)備

印度威普羅3D公司與印度科學(xué)學(xué)院合作研發(fā)出印度首臺(tái)3D金屬打印設(shè)備，正在開(kāi)展標(biāo)桿分析（Benchmarking）工作。該研發(fā)項(xiàng)目由印度重工業(yè)部支持。采用的是選區(qū)電子束熔化（SEBM）粉末床熔融技術(shù)，具有先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)、更高的零件密度和更好的機(jī)械性能。

威普羅3D公司已明確了3D打印在印航空和國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用方向，最近在班加羅爾開(kāi)設(shè)了1個(gè)3D金屬打印體驗(yàn)中心，為客戶提供工業(yè)增材制造機(jī)器的試驗(yàn)平臺(tái)。（科學(xué)技術(shù)部）

新加坡開(kāi)發(fā)出用于柔性機(jī)器人的新型金屬基材料

新加坡國(guó)立大學(xué)開(kāi)發(fā)出1種新型金屬基材料，重量?jī)H為紙的一半，且具有耐火、導(dǎo)電等性能，適用于制造惡劣環(huán)境下工作的軟體機(jī)器人。研究人員采用名為“氧化石墨烯模板合成”的工藝，首先將纖維素紙浸入氧化石墨烯溶液中，再將其浸入由金屬離子（例如鉑）制成的溶液中，然后將其先后置于800℃的惰性氣體（氬氣）和500℃的空氣中燃燒。最終產(chǎn)品是一塊厚度為90μm的金屬薄層，由70%的鉑和30%的無(wú)定形碳（灰分）組成。

采用新材料制成的機(jī)器人金屬骨架僅為傳統(tǒng)折紙機(jī)器人的1/3，能耗減少30%，并且可使折紙機(jī)器人的工作速度更快。由于具有防火性能，機(jī)器人能夠耐約800℃的高溫燃燒5min。該材料還可充當(dāng)機(jī)器人的天線，在無(wú)需外部通信模塊的情況下與遠(yuǎn)程操作員或其他機(jī)器人進(jìn)行通信。（北方科技信息研究所）

芬蘭超導(dǎo)體/鐵磁器件研究領(lǐng)域獲得突破

物理學(xué)家們已經(jīng)證明，通過(guò)監(jiān)測(cè)超導(dǎo)器件中產(chǎn)生的電壓可以檢測(cè)鐵磁疇壁的運(yùn)動(dòng)，這一發(fā)現(xiàn)將有助于磁性賽道存儲(chǔ)器的應(yīng)用。研究結(jié)果被發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》期刊上，其國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)來(lái)自于芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)。

近年來(lái)，許多研究團(tuán)隊(duì)都致力于開(kāi)發(fā)基于電流協(xié)助讀寫(xiě)磁性信息的磁性存儲(chǔ)器。為切換磁化方向，這種系統(tǒng)通常需要加載高電流，而這將影響存儲(chǔ)器元件的熱穩(wěn)定性。為減少加熱效應(yīng)，超導(dǎo)材料將發(fā)揮重要作用。

研究團(tuán)隊(duì)找到了2個(gè)基本問(wèn)題的答案：超導(dǎo)電流是否可以改變磁性狀態(tài)，以及在這個(gè)過(guò)程中是否有可能避免電損耗。研究員人員Mihail Silaev解釋說(shuō)：“我們提出的理論描述了超導(dǎo)體如何在典型的超導(dǎo)體/鐵磁器件中失去零電阻這一基本特性。這是由所附著的鐵磁體中的感應(yīng)磁化動(dòng)力學(xué)引起的。盡管驅(qū)動(dòng)磁化的力量來(lái)自于超導(dǎo)電流，但系統(tǒng)本身會(huì)耗散，而且由于磁化動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生的電壓，原則上無(wú)法維持任何數(shù)值的超導(dǎo)電流?！保▏?guó)家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心）

日本國(guó)立材料研究所開(kāi)發(fā)基于金屬納米線的神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)

由日本國(guó)立材料研究所領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際聯(lián)合研究小組成功地研制出一個(gè)由許多金屬納米線組成的神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)。利用該神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)，研究小組能夠產(chǎn)生類(lèi)似于人類(lèi)大腦高級(jí)功能的電特性，如記憶、學(xué)習(xí)、遺忘、警覺(jué)和恢復(fù)平靜。研究小組隨后闡明了誘發(fā)這些電特性的機(jī)制。

該國(guó)際聯(lián)合研究小組通過(guò)集成大量鍍有約1nm厚聚合物（PVP）絕緣層的銀（Ag）納米線，構(gòu)建了一個(gè)復(fù)雜的類(lèi)腦網(wǎng)絡(luò)。2個(gè)納米線之間的連接處形成一個(gè)可變的電阻元件，作用類(lèi)似于神經(jīng)元突觸。這個(gè)納米線網(wǎng)絡(luò)包含了大量復(fù)雜的相互作用的“突觸”，形成了一個(gè)“神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)”。當(dāng)電壓被施加到神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，電流“掙扎”的尋找電效率最高的途徑傳輸。研究小組測(cè)試了電流通過(guò)神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，電流通路的形成、保留和失活的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)這些過(guò)程總是隨著進(jìn)程而波動(dòng)，類(lèi)似于人類(lèi)大腦的記憶、學(xué)習(xí)和遺忘過(guò)程。所觀察到的波動(dòng)時(shí)間也類(lèi)似于大腦變得警覺(jué)或恢復(fù)平靜的過(guò)程。神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)模擬的類(lèi)腦功能是網(wǎng)絡(luò)中大量“突觸”以共同作用的方式形成的，并通過(guò)優(yōu)化進(jìn)行傳輸。目前，研究小組正在利用神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)一種類(lèi)似大腦的存儲(chǔ)設(shè)備。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所）

力拓開(kāi)發(fā)出具有突破性的車(chē)輪用新型鋁合金

近日，力拓公司宣布開(kāi)發(fā)出具有突破性的車(chē)輪用新型鋁合金，其強(qiáng)度顯著提升并更具有更可持續(xù)。力拓給這種專(zhuān)利合金命名為：Revolution—AlTM，即“變革鋁”。5年前，力拓位Arvida研發(fā)中心（ARDC），收到一份高難度研發(fā)項(xiàng)目的需求，要求開(kāi)發(fā)一種汽車(chē)車(chē)輪用高強(qiáng)合金，該合金可以降低汽車(chē)燃油消耗，提高車(chē)輛安全操作性能，同時(shí)可以超越40余年以來(lái)沒(méi)有改變的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)力拓研發(fā)團(tuán)隊(duì)的不懈努力，最終開(kāi)發(fā)出一種全新、經(jīng)過(guò)全面測(cè)試的新型車(chē)輪用鋁合金，命名為Revolution—AlTM（變革鋁）。Revolution—AlTM的主要改進(jìn)之處，在于它比傳統(tǒng)的車(chē)輪合金A356.2強(qiáng)度提升15%～20%，這意味著車(chē)輪減重7%，同時(shí)提高燃油效率或增加電池續(xù)航里程。更輕、更強(qiáng)的車(chē)輪也意味著更好的操控性能以及更少的輪胎磨損。

此外，減重后的車(chē)輪，對(duì)效率的影響比其它部件更顯著，因?yàn)檩p量化的車(chē)輪意味著汽車(chē)啟動(dòng)所需的能量更少。Revolution—AlTM的強(qiáng)度意味著，隨著制造商越來(lái)越多地尋求制造更輕、更省油的車(chē)型，這種新合金也可以用于車(chē)輪以外的輕型汽車(chē)部件。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

我國(guó)科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明二維單層銅基超導(dǎo)體具有高溫超導(dǎo)特性

日前，我國(guó)科學(xué)家首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了二維極限下的單層銅基超導(dǎo)體具有和塊體銅基超導(dǎo)體相同的超導(dǎo)特性。結(jié)合輸運(yùn)和掃描隧道顯微學(xué)及譜學(xué)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)最終發(fā)現(xiàn)二維極限下的單層Bi—2212已具備高溫超導(dǎo)所需的一切因素。這一結(jié)論為高溫超導(dǎo)的二維理論模型，和既有高溫超導(dǎo)塊體材料表面研究的有效性提供了更加堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在結(jié)論之外，該項(xiàng)工作對(duì)極不穩(wěn)定二維材料之研究方法的技術(shù)探索亦十分可貴，拓展了有關(guān)二維材料研究的視野。該研究成果以研究長(zhǎng)文形式在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）雜志主刊。（科學(xué)技術(shù)部）

我科學(xué)家在稀土基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得新突破

北京高壓科學(xué)研究中心丁陽(yáng)研究員團(tuán)隊(duì)選取代表性的元素鈰（Ce）作為研究對(duì)象，借助高壓非彈性共振X射線散射技術(shù)直接研究鈰金屬，取得新突破。

團(tuán)隊(duì)成功探測(cè)到了鈰的未占據(jù)4f態(tài)在體積坍縮過(guò)程中變化。結(jié)合理論計(jì)算，他們發(fā)現(xiàn)4f—5d近藤耦合的微小變化可以很好地描述體積坍縮過(guò)程中光譜的重分布，而哈伯德模型中相鄰原子間的雜化作用似乎不大。他們的研究首次提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)，為系統(tǒng)研究稀土材料的體積坍縮現(xiàn)象開(kāi)辟了一條有希望的新途徑。（光明日?qǐng)?bào)）

壓力下銅氧化物超導(dǎo)體2D—3D超導(dǎo)態(tài)躍變研究獲進(jìn)展

最近，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員郭靜、博士周亞洲、博士生黃程、研究員孫力玲等與所內(nèi)及所外的其他研究人員合作，利用高壓下電阻和磁化率測(cè)量等綜合實(shí)驗(yàn)方法對(duì)具有強(qiáng)二維特性的最佳摻雜Bi—2212高溫超導(dǎo)體進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

他們首次采用了氧化銅“面內(nèi)—面間”的高壓原位電阻同步測(cè)量技術(shù)和“電阻—磁化率”一體化高壓原位測(cè)量技術(shù)。這些測(cè)量在技術(shù)上具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，在該研究中的成功應(yīng)用，標(biāo)志著物理研究所的這類(lèi)高壓超導(dǎo)研究實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)已達(dá)到國(guó)際最好水平。他們?cè)谧罴褤诫s的高溫超導(dǎo)體奇異金屬態(tài)中首次觀測(cè)到了壓力誘導(dǎo)的2D—3D超導(dǎo)態(tài)躍變的電阻與磁化率特征。分析表明該2D超導(dǎo)轉(zhuǎn)變表現(xiàn)出類(lèi)似BKT轉(zhuǎn)變的行為。這些結(jié)果證明該類(lèi)超導(dǎo)體中的奇異金屬態(tài)是由2D特性主導(dǎo)的。這一發(fā)現(xiàn)不僅為進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)高溫超體的深入研究，為理解超導(dǎo)電性的穩(wěn)定性與奇異量子態(tài)以及贗能隙、反常金屬態(tài)、摻雜量子相變等的關(guān)系提供了重要線索，而且為高溫超導(dǎo)機(jī)理的突破提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。（中國(guó)科學(xué)院）

高效非晶合金析氫反應(yīng)催化劑研究獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心柳延輝、汪衛(wèi)華團(tuán)隊(duì)近期在非晶合金領(lǐng)域引入材料基因工程理念，發(fā)展了獨(dú)特的高通量實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了非晶合金新材料的高效探索，成功研制出銥—鎳—鉭（Ir—Ni—Ta）高溫非晶合金新材料體系。這一新材料體系除了表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，也蘊(yùn)含著豐富的、仍待探索的功能特性。例如，Ir—Ni—Ta非晶合金具有強(qiáng)耐蝕的特點(diǎn)，可在王水中浸泡數(shù)月而不被腐蝕。結(jié)合Ir元素的催化活性，這一材料體系有望解決以非貴金屬為主的合金催化劑在酸性條件下穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。

該團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了Ir—Ni—Ta非晶合金催化性能的研究，該團(tuán)隊(duì)博士生王子鑒在研究員柳延輝、汪衛(wèi)華和西南石油大學(xué)副教授葛性波的共同指導(dǎo)下，通過(guò)離子束濺射沉積方法制備了Ir25Ni33Ta42非晶合金薄膜，測(cè)試了Ir—Ni—Ta這一新材料體系在酸性條件下的析氫反應(yīng)本證催化活性和穩(wěn)定性。（中國(guó)科學(xué)院）

高純度優(yōu)質(zhì)銅材應(yīng)用于首臺(tái)國(guó)產(chǎn)碳離子治療系統(tǒng)

近日，中國(guó)科學(xué)院宣布由中科院近代物理研究所研制的“碳離子治療系統(tǒng)”獲批第3類(lèi)醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)。這是國(guó)內(nèi)首臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)碳離子治療系統(tǒng)，目前安裝于甘肅省武威腫瘤醫(yī)院，將成為精準(zhǔn)治療癌癥的新型利刃。高純度優(yōu)質(zhì)銅材為保障該治療系統(tǒng)的束流精準(zhǔn)形成、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

高純度優(yōu)質(zhì)銅材與碳離子治療系統(tǒng)——跨界的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合與物理實(shí)驗(yàn)不同，碳離子治療系統(tǒng)的離子束能量?jī)H是實(shí)驗(yàn)室加速器裝置束流能量的60%，真正作用到治療個(gè)體的能量更微小，但因其是直接將離子束作用于人體，一絲一毫的細(xì)節(jié)都關(guān)乎生命。因此，科學(xué)家們對(duì)治療系統(tǒng)的精度、可靠性、穩(wěn)定性和安全性的追求近乎苛刻，對(duì)材料也提出了極高的要求。銅作為系統(tǒng)的重要材料，在諸如離子源、磁鐵及電源、高頻等硬件裝置中扮演重要角色。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

西北鋁為南昌艦提供高精度鋁鍛件產(chǎn)品

1月12日，中國(guó)人民解放軍海軍055型驅(qū)逐艦首艦?zāi)喜灇w建入列，標(biāo)志著中國(guó)海軍驅(qū)逐艦實(shí)現(xiàn)由第3代向第4代的跨越。西北鋁為南昌艦的“水下之眼”海底聲吶系統(tǒng)提供了高精度高質(zhì)量的鋁鍛件產(chǎn)品。為滿足精密鍛件生產(chǎn)需要，西北鋁引進(jìn)了8MN鍛壓機(jī)，為中船重工提供了2種規(guī)格近5000件鋁鍛件產(chǎn)品。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

1.5萬(wàn)t動(dòng)力電池負(fù)極專(zhuān)用銅箔項(xiàng)目在陜西鳳縣開(kāi)工

深圳達(dá)仁集團(tuán)年產(chǎn)1.5萬(wàn)t動(dòng)力電池負(fù)極專(zhuān)用銅箔項(xiàng)目在陜西鳳縣開(kāi)工。該項(xiàng)目采用密閉式生產(chǎn)模式，生產(chǎn)過(guò)程零排放，對(duì)空氣零污染，生產(chǎn)成本降低30%以上，項(xiàng)目全部建成后將形成1.5萬(wàn)t專(zhuān)用銅箔的生產(chǎn)能力。（中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)）