金屬與粉末冶金

科研人員開(kāi)發(fā)出成本更低更環(huán)保的稀有金屬分離技術(shù)

麻省理工學(xué)院科研人員開(kāi)發(fā)的新方法更容易地將稀有金屬?gòu)牟傻V礦石和回收材料中分離出來(lái)，從而有助于解決新能源產(chǎn)業(yè)各種必需的短缺。研究人員對(duì)稱(chēng)為硫化的化學(xué)過(guò)程進(jìn)行了選擇性調(diào)整，成功地瞄準(zhǔn)了混合金屬材料中的稀有金屬如鋰離子電池中的鈷并將其分離出來(lái)。

該技術(shù)允許金屬保持固體形式并在不溶解材料的情況下進(jìn)行分離。研究人員為56種元素制定了處理?xiàng)l件并在15種元素上測(cè)試了這些條件。他們?cè)谡撐闹兄赋?，他們的硫化方法可將金屬分離的資本成本從混合金屬氧化物中降低65%～95%。另外，跟傳統(tǒng)的基于液體的分離相比，他們的選擇性處理還可減少60%～90%的溫室氣體排放。（科學(xué)技術(shù)部）

美國(guó)通過(guò)電子束粉末床熔融技術(shù)制造鉬—碳化鈦

美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室其研究人員通過(guò)電子束粉末床熔融（EB—PBF）技術(shù)制造出無(wú)裂紋且質(zhì)地致密的鉬—碳化鈦。鉬—碳化鈦是1種能夠承受極端溫度環(huán)境的難熔金屬合金，這一研究結(jié)果表明了該材料的增材制造可行性。

鉬及其合金具有高熔點(diǎn)、高溫易氧化和低溫脆性的特點(diǎn)，難以通過(guò)傳統(tǒng)制造工藝進(jìn)行加工。為克服這些缺點(diǎn)，ORNL研究人員通過(guò)機(jī)械合金化工藝將鉬和碳化鈦粉末混合制成鉬基復(fù)合材料，并采用電子束熔化此混合物，通過(guò)控制冷卻速度優(yōu)化了材料性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用機(jī)械合金化工藝制備金屬基復(fù)合材料粉末的方法是可行的，并且由熔融粉末制成的結(jié)構(gòu)可以承受高溫，表明鉬及其合金可以應(yīng)用于航空航天和能量轉(zhuǎn)換等應(yīng)用領(lǐng)域。（北方科技信息研究所）

波音和Titomic合作研究 推動(dòng)鈦在3D打印中的應(yīng)用

航空航天制造商波音公司已經(jīng)與擁有Titomic KineticFusion（TKF）3D打印工藝的墨爾本公司Titomic合作，進(jìn)一步推進(jìn)空間領(lǐng)域的增材制造。

2家公司將共同推進(jìn)可持續(xù)鈦粉在空間系統(tǒng)部件的3D打印中的應(yīng)用。Titomic公司最近獲得了澳大利亞政府提供的232.5萬(wàn)美元的現(xiàn)代制造計(jì)劃撥款，將利用當(dāng)?shù)氐拟伒V資源研發(fā)空間飛行器和衛(wèi)星的部件并使之商業(yè)化。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

新型鋁線抗拉強(qiáng)度提高50%

歷經(jīng)5年的科學(xué)技術(shù)攻關(guān)，中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司科研人員研制出一種新型鋁單線——梯度微結(jié)構(gòu)半硬鋁單線。在不降低半硬鋁導(dǎo)電性能的前提下，將半硬鋁單線的抗拉強(qiáng)度提高50%以上，突破了鋁線強(qiáng)度和導(dǎo)電性相互掣肘的技術(shù)“瓶頸”。

梯度微結(jié)構(gòu)金屬具有強(qiáng)度高且韌性好等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外一直是金屬材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。中國(guó)電科院依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高溫和高因變率耦合條件下多級(jí)微結(jié)構(gòu)鋁導(dǎo)線的失穩(wěn)機(jī)制”，開(kāi)展機(jī)理研究，首次把梯度微結(jié)構(gòu)引入至半硬鋁單線中，通過(guò)自主研發(fā)的高低溫預(yù)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)平臺(tái)，成功研制出多級(jí)梯度微結(jié)構(gòu)半硬鋁單線。多級(jí)梯度微結(jié)構(gòu)的半硬鋁單線實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與導(dǎo)電性的協(xié)同提升，在保證半硬鋁單線導(dǎo)電率達(dá)到國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（IACS）導(dǎo)電率的62.5%的前提下，在國(guó)內(nèi)外首次突破了半硬鋁單線拉伸強(qiáng)度110MPa大關(guān)，達(dá)到了160MPa。

以檔距500m的500kV角鋼直線塔為參考依據(jù)，在輸電線路其他設(shè)計(jì)參數(shù)不變的前提下，鋁線強(qiáng)度若提高10%，弧垂可減少9%，鐵塔高度可降低1.3m，每基鐵塔節(jié)約鋼材6.5t。據(jù)推算，在電力行業(yè)，該新型鋁單線全面應(yīng)用后每年可助力鐵塔鋼材節(jié)約650萬(wàn)t、煉鋼耗能減排二氧化碳1105萬(wàn)t。（科技日?qǐng)?bào)）

鐵基超導(dǎo)Fe（Te，Se）中晶格疇壁缺陷束縛態(tài)研究取得進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心關(guān)于鐵基超導(dǎo)Fe（Te，Se）中晶格疇壁缺陷束縛態(tài)的研究取得進(jìn)展。該研究針對(duì)近來(lái)實(shí)驗(yàn)上報(bào)道的Fe（Te，Se）中晶格位錯(cuò)導(dǎo)致的一維疇壁（1種線缺陷）的超導(dǎo)準(zhǔn)粒子束縛態(tài)開(kāi)展理論研究。研究發(fā)現(xiàn)，晶格疇壁的構(gòu)型及其鐵磁基態(tài)對(duì)形成具有線性色散的一維馬約拉納準(zhǔn)粒子具有關(guān)鍵作用，可以解釋實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的晶格疇壁STM成像特征以及近常數(shù)態(tài)密度的STS譜。以此為基礎(chǔ)，研究提出通過(guò)操控晶格疇壁的鐵磁性來(lái)實(shí)現(xiàn)馬約拉納零模的產(chǎn)生與融合，并進(jìn)一步提出理論方案來(lái)實(shí)現(xiàn)馬約拉納零模的編織操作以期對(duì)其非阿貝爾統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的證明提供新思路。（中國(guó)科學(xué)院）

物理所等在FeSi（110）單晶表面金屬態(tài)研究方面獲進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心表面物理實(shí)驗(yàn)室特聘研究員章一奇與德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)及巴黎高等師范學(xué)院研究人員合作，給出了〔硅鐵（FeSi）〕（110）單晶表面存在低溫金屬態(tài)的有力實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

研究人員利用類(lèi)超高真空浮區(qū)法生長(zhǎng)了高純度FeSi系列單晶，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)下變溫電輸運(yùn)測(cè)量數(shù)據(jù)分析，他們發(fā)現(xiàn)在25K以下FeSi（110）單晶存在1個(gè)電子型、高遷移率的表面導(dǎo)電通道，其載流子濃度和遷移率不隨溫度和微量磁性摻雜改變。研究人員在超高真空環(huán)境制備出原子級(jí)平整非重構(gòu)FeSi（110）單晶表面。通過(guò)掃描隧道顯微鏡在原子尺度的結(jié)構(gòu)表征并結(jié)合密度泛函理論計(jì)算，確定了FeSi（110）具有包含鐵—硅原子對(duì)的特定截止面。

利用掃描隧道譜對(duì)無(wú)缺陷FeSi（110）表面在不同溫區(qū)的電子結(jié)構(gòu)研究表明，低溫下該體系在費(fèi)米能級(jí)附近形成寬度約為70meV的非對(duì)稱(chēng)能隙結(jié)構(gòu)。值得注意的是，即使在最低測(cè)量溫度1K下，仍可觀測(cè)到FeSi體相能隙中的剩余態(tài)密度，在緊鄰費(fèi)米能級(jí)上下分別存在1個(gè)明顯的電子態(tài)。研究人員利用密度泛函理論對(duì)具有特定截止面的FeSi（110）塊體進(jìn)行了能帶計(jì)算，發(fā)現(xiàn)表面對(duì)稱(chēng)破缺會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生穿越體相能隙的自旋極化能帶。理論計(jì)算的表面能隙結(jié)構(gòu)很好地再現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)性和非零電子態(tài)密度這2個(gè)特征。然而，F(xiàn)eSi在低溫下的表面金屬態(tài)是否具有拓?fù)湫再|(zhì)，以及是否與新型手性費(fèi)米子相關(guān)需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和理論研究。（中國(guó)科學(xué)院）

南科大研發(fā)新型3D打印高強(qiáng)韌鋁合金6588E762-95A6-490F-8E00-665C647C93CE

近日，南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系逯文君助理教授團(tuán)隊(duì)、德國(guó)馬普鋼鐵所Dierk Raabe教授團(tuán)隊(duì)和新加坡制造技術(shù)研究院Sharon Mui Ling Nai團(tuán)隊(duì)在Materials Today聯(lián)合發(fā)表論文，報(bào)道了1種通過(guò)選擇性激光熔化（SLM）和熱處理技術(shù)制造出的具有前所未有的強(qiáng)度—韌性協(xié)同作用的無(wú)裂紋7 000系鋁合金材料。

研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)SLM+熱處理工藝，使AlZnMgCuScZr鋁合金的高強(qiáng)度超過(guò)了647Mpa，這是SLM生產(chǎn)的鋁合金的高報(bào)告值，同時(shí)具有約11.6%的可觀延展性。具有可調(diào)節(jié)分級(jí)微觀結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度的Al7000系列合金的成功制造為設(shè)計(jì)和微調(diào)SLM工藝生產(chǎn)高機(jī)械載荷作用下的鋁合金部件鋪平了道路。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

稀土元素釓賦能屏蔽材料 核輻射防護(hù)材料有望迎來(lái)無(wú)鉛化時(shí)代

日前，中國(guó)科學(xué)院合肥研究院等離子體物理研究所科研團(tuán)隊(duì)取得了1項(xiàng)新進(jìn)展，有望改變?nèi)藗儗?duì)核輻射防護(hù)材料的傳統(tǒng)認(rèn)知。該團(tuán)隊(duì)研制了1類(lèi)高性能、無(wú)鉛化的中子及伽馬射線復(fù)合屏蔽材料，并圍繞材料的屏蔽性能與機(jī)制展開(kāi)了實(shí)驗(yàn)研究和模擬計(jì)算驗(yàn)證，相關(guān)成果發(fā)表在核科學(xué)技術(shù)期刊《核材料與能源》上，并申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利。

科研人員設(shè)計(jì)的高性能無(wú)鉛的表面改性氧化釓/碳化硼/高密度聚乙烯復(fù)合屏蔽材料，其防護(hù)性能甚至優(yōu)于我國(guó)大科學(xué)裝置——全超導(dǎo)托卡馬克科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置中原有的摻硼聚乙烯準(zhǔn)直屏蔽體。通常在人們的印象里，核輻射防護(hù)材料往往離不開(kāi)厚重的鉛。例如，醫(yī)院X射線檢查室所用的防護(hù)門(mén)就是由鉛材料制造的。然而，鉛的生物學(xué)毒性對(duì)環(huán)境并不友好，使其應(yīng)用范圍受到限制。

中子是電中性粒子，不受庫(kù)侖力作用，穿透性極強(qiáng)，且在碰撞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生次級(jí)伽馬射線，是現(xiàn)代核輻射防護(hù)的研究重點(diǎn)。而科學(xué)高效的中子屏蔽方案，會(huì)在選用高原子序數(shù)（原子序數(shù)是指元素在周期表中的序號(hào)）材料和低原子序數(shù)材料的同時(shí)，選用中子吸收材料，以進(jìn)行復(fù)合屏蔽。例如常用的由鉛、硼、聚乙烯組合而成的鉛硼聚乙烯板，就是這種復(fù)合屏蔽材料。

鉛硼聚乙烯是1種傳統(tǒng)的屏蔽材料，其中，聚乙烯具有較高的含氫量，氫原子對(duì)快中子具有良好的慢化作用；硼原子能吸收熱中子；鉛原子除了對(duì)具有一定能量的快中子有屏蔽作用外，對(duì)伽馬射線的屏蔽也特別有效。相比其他核屏蔽材料，鉛硼聚乙烯除了具有高效的核屏蔽性能外，還具有質(zhì)量輕、體積小的特點(diǎn)，已廣泛用于核電、核動(dòng)力、軍工、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域中的核防護(hù)。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

包頭稀土研究院稀土電熱材料取得新進(jìn)展

近日，包頭稀土研究院自主研發(fā)的鉻酸鑭熱電陶瓷材料應(yīng)用取得新進(jìn)展，由該材料制成的測(cè)溫器件性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

包頭稀土研究院稀土功能材料研究所傳感材料研究室高級(jí)工程師李靜雅表示，該材料是基于稀土鑭元素在電熱材料行業(yè)的應(yīng)用，制備出的鉻酸鑭熱電陶瓷材料?，F(xiàn)階段，包頭稀土研究院已具備制粉的核心關(guān)鍵技術(shù)以及成熟的粉體制備工藝。團(tuán)隊(duì)通過(guò)在新材料中添加不同稀土元素，提高了整體熱電性能，使其能夠用于藍(lán)寶石焊接，玄武巖拉絲漏板等超高溫環(huán)境下的溫度測(cè)量。

此外，由鉻酸鑭熱電陶瓷材料制備的測(cè)溫器件與鉑、銠等貴金屬制作的測(cè)溫元件相比，具有良好的穩(wěn)定性，耐高溫、抗腐蝕，制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉；制成的測(cè)溫元件應(yīng)用范圍很廣，從室溫到1800℃的溫度范圍內(nèi)都可正常使用。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

稀土鈦材正在邁向產(chǎn)業(yè)化

日前，位于上海交通大學(xué)包頭新材料產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的包頭嘉泰金屬科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“嘉泰金屬”）已通過(guò)自主研制設(shè)備，成功研制出國(guó)內(nèi)唯一的直徑0.05mm鈦合金超細(xì)絲材。目前，嘉泰金屬針對(duì)航天、航空、核電、醫(yī)療器械、船舶等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芟∮薪饘?、特鋼、金屬基?fù)合材料等方面的迫切需求開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。公司現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)能為500t，已有特種熔煉、等溫鍛造、精密鑄造、超細(xì)絲材加工4條生產(chǎn)線或外協(xié)生產(chǎn)線。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

寶鈦集團(tuán)鎳材料公司研制出船舶用白銅合金帶卷

近日，寶鈦集團(tuán)鎳材料公司成功研制出應(yīng)用于船舶制造的寬幅1m、單重4t的白銅合金（BFe30—1—1）帶卷，正式開(kāi)啟了高端白銅合金帶卷國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用進(jìn)程。

為改變白銅帶材依賴(lài)進(jìn)口的現(xiàn)狀，寶鈦集團(tuán)結(jié)合國(guó)內(nèi)某船舶研究所對(duì)該材料的需求，技術(shù)人員在《高品質(zhì)BFe30—1—1板材研制》科研成果基礎(chǔ)上，運(yùn)用多年的研究經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證與謹(jǐn)慎推演，結(jié)合3T電渣重熔爐升級(jí)改造后真空感應(yīng)熔煉、電渣重熔雙聯(lián)法工藝的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)一系列的技術(shù)攻關(guān)，突破了單重5t的白銅合金鑄錠的成分偏析、疏松、夾雜及皮下氣孔等缺陷難題。本次制備的白銅帶卷各項(xiàng)性能等遠(yuǎn)高于GB/T2059—2017標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，達(dá)到船舶用料的特殊要求。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

云海金屬建設(shè)鎂鋁合金生產(chǎn)基地

南京云海特種金屬股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“南京云海金屬公司”）與重慶萬(wàn)盛經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“萬(wàn)盛經(jīng)開(kāi)區(qū)”）簽訂項(xiàng)目投資協(xié)議，將建設(shè)高性能輕量鎂鋁合金生產(chǎn)基地暨鎂鋁合金創(chuàng)新研發(fā)中心項(xiàng)目。

按照協(xié)議，南京云海金屬公司計(jì)劃總投資10億元，在平山產(chǎn)業(yè)園區(qū)平山組團(tuán)新建高性能輕量鎂鋁合金生產(chǎn)基地暨鎂鋁合金創(chuàng)新研發(fā)中心。該項(xiàng)目計(jì)劃2022年4月開(kāi)工建設(shè)，2023年10月底前竣工投產(chǎn)。（中國(guó)有色金屬報(bào)）

青海省首個(gè)鋁合金車(chē)輪智能制造項(xiàng)目成功簽約

青海省大通縣北川工業(yè)園區(qū)、中鋁青海分公司、南京邦舜精密機(jī)械科技有限公司簽訂了項(xiàng)目投資協(xié)議，南京邦舜精密機(jī)械科技有限公司將投資1億元，在大通北川工業(yè)園區(qū)建設(shè)百萬(wàn)只鋁合金車(chē)輪智能制造項(xiàng)目，項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)年銷(xiāo)售收入10億元以上。該項(xiàng)目將是青海省首個(gè)鋁合金車(chē)輪項(xiàng)目，全部采用南京邦瞬精密機(jī)械科技有限公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能化生產(chǎn)，其首條生產(chǎn)線于2021年12月底建成。（人民日?qǐng)?bào)）6588E762-95A6-490F-8E00-665C647C93CE