金屬與粉末冶金

美國陸軍投資下一代材料研究

美國陸軍宣布，肯塔基大學(xué)、田納西大學(xué)、陸軍研究實(shí)驗(yàn)室簽署一份5年期三方合作協(xié)議，將重點(diǎn)關(guān)注下一代材料和加工技術(shù)，尋求科技創(chuàng)新以應(yīng)對(duì)陸軍的關(guān)鍵現(xiàn)代化挑戰(zhàn)?？纤髮W(xué)將建立先進(jìn)的增材制造研究實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室配備現(xiàn)代增材和混合制造機(jī)器以及材料表征設(shè)備。研究人員將利用智能、可持續(xù)和混合制造工藝等方法，研究新型納米結(jié)構(gòu)金屬合金和先進(jìn)的復(fù)合材料。研究團(tuán)隊(duì)確定了工程高溫材料、先進(jìn)增材制造、新型制造工藝、預(yù)測(cè)建模與性能評(píng)估4個(gè)主要研究領(lǐng)域。該項(xiàng)目還將推動(dòng)滿足美國國家科學(xué)院、美國國家工程院和美國國家醫(yī)學(xué)院確定的材料和工藝方面的戰(zhàn)略研究需求。（北方科技信息研究所）

俄羅斯專家開發(fā)出幫助狗呼吸的鈦植入物

近日，俄羅斯國立研究型技術(shù)大學(xué)（NUST MISIS）發(fā)布消息稱，NUST MISIS和微創(chuàng)企業(yè)Biomimetix的專家們與獸醫(yī)合作，開發(fā)了針對(duì)哈巴狗的鈦鎳植入物。該植入物可以使患有喉塌陷的動(dòng)物能夠自己呼吸，而不必在喉嚨里插管。

據(jù)專家介紹，具有形狀記憶效應(yīng)的高鎳鈦合金產(chǎn)品在醫(yī)學(xué)上被廣泛應(yīng)用，NUST MISIS使用這種合金為喉塌陷的哈巴狗制作了植入物。喉塌陷是該犬種的常見病，它導(dǎo)致呼吸急促和呼吸困難。因此，動(dòng)物可能會(huì)死亡或被迫終生借助特殊插管呼吸。“植入物樣品是橢圓柱體支架。安裝的支架將喉軟骨支撐在最佳位置，從而防止氣道關(guān)閉，并恢復(fù)動(dòng)物自然呼吸的能力?！痹撗芯康膮⑴c者之一，NUST MISIS金屬壓力處理系碩士生達(dá)米爾·阿希姆巴耶夫說。據(jù)他介紹，在植入物植入后不到3個(gè)月，組織穿過支架的多孔生長(zhǎng)，安裝的支架完全植入狗的喉嚨。

目前，已經(jīng)開發(fā)出定制系列尺寸植入物的工藝，一小批產(chǎn)品已問世，并且制定了熱處理模式，開發(fā)人員正在尋找植入物的更多技術(shù)設(shè)計(jì)，以降低其成本，并開發(fā)多孔聚合物涂層技術(shù)，以改善其與喉部的融合。（中國有色金屬報(bào)）

美國開發(fā)出

從粉煤灰提取稀土工藝

據(jù)悉，美國佐治亞理工學(xué)院研究人員發(fā)明了一項(xiàng)簡(jiǎn)而易行的工藝，利用離子液體從粉煤灰中提取稀土而且不產(chǎn)生有毒物質(zhì)?？茖W(xué)家稱，當(dāng)加熱時(shí)，離子液體可以溶于水，冷卻后，能變?yōu)閮上?。了解到這點(diǎn)后，他們開始試驗(yàn)是否能夠從粉煤灰中有效和選擇性地將有用元素從粉煤灰中分離出來，以及是否能夠有效清潔，開發(fā)一種安全而不造成大的污染的工藝。

為此，研究團(tuán)隊(duì)用堿性溶液對(duì)粉煤灰進(jìn)行了預(yù)處理并干燥，然后加熱粉煤灰，形成單相。冷卻后溶液被分離。離子液體能夠從新鮮粉煤灰中提取超過70%的稀土元素，而已經(jīng)在尾礦池中堆放多年的風(fēng)化后的粉煤灰回收率甚至更高（97%）。該工藝的最后一個(gè)步驟是用稀酸從離子液體中提取稀土元素。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在淋濾過程中增加甜菜堿可以提高稀土元素萃取量，能夠回收的稀土元素包括鈧、釔、鑭、鈰、釹和鏑。最后，該團(tuán)隊(duì)還實(shí)驗(yàn)離子液體的重用性，用冷水去除多余的酸，并發(fā)現(xiàn)經(jīng)過三輪淋濾清洗，萃取效率沒有什么變化。（自然資源部）

美國加強(qiáng)稀土元素研究

美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）簽署了一份協(xié)議備忘錄（MOA），以共享含有稀土元素（REE）和關(guān)鍵礦物（CM）的地質(zhì)樣品。這項(xiàng)協(xié)議將加強(qiáng)2個(gè)機(jī)構(gòu)的稀土元素和關(guān)鍵礦物研究，并有助于確保清潔能源技術(shù)的重要組成元部件將在未來得以繼續(xù)制造，因?yàn)槊绹谥铝τ跀[脫對(duì)稀土元素的進(jìn)口依賴。

除了用于創(chuàng)造日常使用的許多技術(shù)外，稀土元素對(duì)于制造電動(dòng)汽車電池、風(fēng)力渦輪機(jī)磁鐵、太陽能電池等技術(shù)來說也是必不可少的，這些技術(shù)正在為到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放能源經(jīng)濟(jì)鋪平道路。此外，NETL的研究集中在從煤炭和煤炭副產(chǎn)品中提取稀土元素，以有價(jià)值的產(chǎn)品形式重新塑造煤炭行業(yè)，為受衰退行業(yè)打擊的地區(qū)提供新的就業(yè)機(jī)會(huì)。（中國地質(zhì)調(diào)查局）

深海潛水器耐壓艙用鈦合金保載疲勞研究取得進(jìn)展

新型高強(qiáng)韌鈦合金是耐壓艙的首選材料，研究其保載疲勞特性對(duì)于深海潛水器的設(shè)計(jì)和可靠性評(píng)估具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，耐壓艙鈦合金的3種保載疲勞失效模式，即疲勞失效、延性失效及疲勞與延性混合失效。保載與疲勞載荷的相互作用加速了試樣的失效，并導(dǎo)致不同失效模式之間的競(jìng)爭(zhēng)。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)保載疲勞壽命與第一周次累積最大應(yīng)變有關(guān)，二者在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下呈近似線性關(guān)系，間歇加載時(shí)間對(duì)鈦合金的保載疲勞行為沒有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析揭示了鈦合金的保載疲勞機(jī)理，即保載產(chǎn)生的塑性變形增大了試樣的實(shí)際應(yīng)力，這促進(jìn)了已形成裂紋或損傷的擴(kuò)展。同時(shí)，疲勞載荷部分導(dǎo)致的局部塑性應(yīng)變?cè)龃罅吮］d疲勞塑性應(yīng)變的累積。

該研究由中國科學(xué)院力學(xué)研究所LNM微結(jié)構(gòu)計(jì)算力學(xué)課題組與中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所等單位合作完成，得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“深海裝備耐壓結(jié)構(gòu)體、材料耐壓特性及評(píng)估技術(shù)研究”的支持。（中國有色金屬報(bào)）

上海微系統(tǒng)所等在二維鐵磁體系研究中取得進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用高質(zhì)量的單層石墨烯介導(dǎo)耦合鐵磁鎳納米島，實(shí)現(xiàn)了大面積全局二維鐵磁體系的制備。輸運(yùn)測(cè)試及磁學(xué)性能測(cè)試證明了鎳納米島/石墨烯體系具有鐵磁性，存在反?；魻栃?yīng)，其居里溫度約為80K。X—射線磁圓二色性（XMCD）測(cè)試和密度泛函計(jì)算（DFT）進(jìn)一步表明了石墨烯是鐵磁性的，且在石墨烯和鎳納米島之間存在反鐵磁耦合。該人工制備的鎳納米島/石墨烯鐵磁體系為研究復(fù)雜的納米尺度電子關(guān)聯(lián)和磁矩耦合機(jī)制提供了途徑。（中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）

科研人員發(fā)現(xiàn)鐵電超晶格中存在周期性電偶極子波

近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心馬秀良、朱銀蓮、唐云龍和博士生宮風(fēng)輝等人在鐵電超晶格中發(fā)現(xiàn)電偶極子波，為與鐵磁材料類比的結(jié)構(gòu)特性增添了新的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，也為探索基于鐵電極化的量子材料及器件的構(gòu)筑提供了新的參考和借鑒。

研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)現(xiàn)原子層級(jí)鈦酸鉛/鈦酸鍶超晶格精密沉積的基礎(chǔ)上，利用急冷處理，在鈦酸鉛鐵電層中發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定存在的周期性電偶極子波;利用以像差校正電子顯微鏡為主的多尺度研究手段，揭示了電偶極子波的極化和應(yīng)變等物理特性。（中國科學(xué)院金屬研究所）

合金材料的高溫水腐蝕研究獲進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院近代物理所在合金材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕研究方面取得進(jìn)展。

研究人員針對(duì)超臨界水冷反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料面臨的強(qiáng)輻照和高溫高壓水腐蝕環(huán)境，自主設(shè)計(jì)、建造了高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置，用于反應(yīng)堆候選結(jié)構(gòu)材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕模擬研究。該裝置運(yùn)行的最高溫度為700℃、最高壓力為10MPa、最快水流速為10m/s、最低氧濃度為5ppb。

利用蘭州重離子加速器（HIRFL）等裝置提供的重離子束和高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕裝置，科研人員開展了超臨界水冷堆候選材料——SIMP和T91鐵素體/馬氏體鋼的高溫水腐蝕動(dòng)力學(xué)及輻照/高溫水腐蝕行為研究。結(jié)果表明，SIMP鋼比T91鋼具有更好的抗水腐蝕性能。（中國科學(xué)院近代物理研究所）

研究發(fā)現(xiàn)可以自發(fā)改變顏色的金屬材料

近期，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心極端條件物理實(shí)驗(yàn)室的博士研究生王朋飛在導(dǎo)師、特聘研究員孫永昊和研究員白海洋的共同指導(dǎo)下，與來自物理所、中國科學(xué)院大學(xué)、錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和楊伊萬格利斯達(dá)浦金野大學(xué)的科研人員合作，發(fā)現(xiàn)了1種可以在自然條件下自發(fā)改變顏色的金屬材料。這種金屬材料的表面顏色幾乎每周一變。該材料色澤均勻明亮、其表面在磨損后可自行修復(fù)重現(xiàn)顏色，且在紫外光下具有熒光效果。

這種金屬材料的可自發(fā)改變顏色特性來自該合金在室溫條件下持續(xù)且不中斷的自發(fā)氧化。這是1種由稀土元素鈰作為主要組元的非晶合金。它由于具有鈰的化學(xué)活性，因此在室溫下具有高的氧化速率，由于非晶結(jié)構(gòu)中均勻的缺陷分布，所以避免了如多晶合金中因局域缺陷位置快速氧化帶來的銹斑，使得非晶合金的表面氧化層厚度均勻。研究人員通過在鈰基非晶合金中摻雜釔，可加快該金屬材料在自然條件下的變色，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其變色速率的調(diào)節(jié)。

該研究成果不僅說明了稀土基非晶合金在外觀應(yīng)用上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，也發(fā)現(xiàn)非晶合金可作為某些功能材料的前驅(qū)體，無論是在應(yīng)用還是在基礎(chǔ)研究上均具有潛力。（中國科學(xué)院物理研究所）

深圳先進(jìn)院開發(fā)出高性能柔性液態(tài)金屬復(fù)合屏蔽材料

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、深圳先進(jìn)電子材料國際創(chuàng)新研究院孫蓉團(tuán)隊(duì)選取了柔性的液態(tài)金屬（LM）為填料、纖維素納米纖維（CNF）為基體，利用LM優(yōu)異的流動(dòng)性，在剪切力的作用下，LM被分散成小液滴，其表面與空氣接觸會(huì)被氧化生成絕緣的氧化鎵殼，同時(shí)與富含羥基（-OH）和羧基（-COOH）的CNF相互作用，經(jīng)冷凍干燥形成穩(wěn)定的LM/CNF復(fù)合物。通過機(jī)械壓膜，相互隔離和絕緣的LM液滴被擠破重新形成導(dǎo)電通路，獲得了具有層間結(jié)構(gòu)的LM/CNF復(fù)合屏蔽膜。具有多層電子傳輸路徑的LM/CNF復(fù)合膜電導(dǎo)率高達(dá)96000 S/m，在4～18 GHz的寬頻范圍內(nèi)，電磁屏蔽效能高達(dá)65 dB（300 μm）。120℃熱處理8h后，電磁屏蔽效能依然保持穩(wěn)定。采用建模仿真，研究人員進(jìn)一步證實(shí)了LM/CNF復(fù)合膜以反射損耗為主的屏蔽機(jī)理，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。（中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院）

攀鋼釩鋅鋁鎂合金鍍層鋼板開發(fā)取得新進(jìn)展

鞍鋼集團(tuán)攀鋼研究院有限公司和攀鋼釩公司通力合作，近期在攀鋼釩冷軋廠開展了新一輪鋅鋁鎂合金鍍層鋼板工業(yè)試驗(yàn)，生產(chǎn)鋅鋁鎂產(chǎn)品6000余噸，產(chǎn)品表面質(zhì)量和性能得到進(jìn)一步優(yōu)化，成品Ⅰ組品率達(dá)85.56%，創(chuàng)歷史新高，合格率提升到95%以上。

為穩(wěn)固攀鋼家電用鋼市場(chǎng)份額，攀鋼立項(xiàng)并開展了鋅鋁鎂合金鍍層鋼板研發(fā)工作。在鍍層方面，該項(xiàng)目課題組系統(tǒng)分析了平板、彎曲、切口等多種情況下耐腐蝕性能及其作用機(jī)理，開發(fā)了攀鋼自主鍍層成分體系的鋅鋁鎂產(chǎn)品。在表面質(zhì)量方面，針對(duì)鋅鋁鎂產(chǎn)品容易產(chǎn)生橫紋、黑斑、條鋅/鋅疤等典型缺陷，該項(xiàng)目課題組現(xiàn)場(chǎng)跟蹤并分析了缺陷的主要規(guī)律及宏觀特征，查明了缺陷的產(chǎn)生原因和形成機(jī)理，有效預(yù)防了缺陷的產(chǎn)生。在產(chǎn)品表面處理方面，針對(duì)鋅鋁鎂產(chǎn)品易黑變、環(huán)保表面處理尚不成熟等問題，該項(xiàng)目課題組開展了多項(xiàng)技術(shù)研究，確保了涂層滿足用戶使用要求。（中國冶金報(bào)）

河鋼承鋼高端釩產(chǎn)品科技成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平

河鋼承鋼“高純釩材料綠色制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目的高純釩、航空級(jí)釩鋁合金、釩電池電解液三大高端釩產(chǎn)品技術(shù)成果，日前被由國內(nèi)多位行業(yè)知名專家組成的專家組評(píng)定為國際領(lǐng)先水平。

據(jù)悉，河鋼承鋼以釩鈦研發(fā)中心為核心，搭建了河北省釩鈦產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、河北省釩鈦新材料制造業(yè)創(chuàng)新中心、河北省釩鈦新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、國家級(jí)院士工作站等科研創(chuàng)效平臺(tái)，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的離子置換法制備系列高純釩技術(shù)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)20余項(xiàng)，其中包括18項(xiàng)發(fā)明專利，實(shí)現(xiàn)了化工級(jí)（99.5%）、能源級(jí)（99.9%）高純氧化釩及全釩液流電池電解液3種產(chǎn)品的短流程、低成本、高效率、清潔化生產(chǎn)，開辟了高純氧化釩綠色化制造的先河。（中國冶金報(bào)）

建龍集團(tuán)首條

鋼管熱鍍鋅生產(chǎn)線順利投產(chǎn)

建龍集團(tuán)首條鋼管熱鍍鋅生產(chǎn)線——建龍阿鋼年產(chǎn)22萬t鋼管熱鍍鋅生產(chǎn)線1號(hào)線一次調(diào)試成功并順利投產(chǎn)，填補(bǔ)了黑龍江省內(nèi)空白。

該項(xiàng)目共包括3條生產(chǎn)線，生產(chǎn)線設(shè)備配置均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。項(xiàng)目主要包括普通直縫焊管（圓、方）車間、鍍鋅直縫焊管（方）車間、熱鍍鋅焊管車間以及一個(gè)配套的成品庫。產(chǎn)品主要以家具用管、結(jié)構(gòu)用管、低壓流體管、輸電線路鐵塔用管、普通碳素鋼電線套管等為主，兼顧其它鋼管品種的生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑工程各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，投放市場(chǎng)后將大幅降低黑龍江省建筑行業(yè)的建設(shè)成本。（中國冶金報(bào)）