金屬與粉末冶金

1、金屬與粉末冶金澳大利亞研究人員提升3D 打印金屬合金強度近日， 澳大利亞墨爾本皇家理工大學研究人員研究發(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)，增強其強度和一致性，該研究有望推勤增材制造新技術的發(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 ，來演示驗證其超聲波方法。鈦合金Ti6Al 4V 常用于飛機部件和生物植入物，鎳基高溫合金Inconel625 常用于海洋和石油工業(yè)。測試結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的增材制造相比，這些零件的抗拉強度和屈服應力提高了12%。下一步研究人員希望擴大該技術的應用規(guī)模， 使其適用于不銹鋼、 鋁合金和鈷合金

2、等其他金屬材料（北方科技信息研究所）美國利用微生物菌株從消費電子垃圾中回收稀土元素稀土對國家經(jīng)濟和安全至關重要。 為了增加稀土供應， 美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）領導的一個關鍵材料研究小組結(jié)合材料學與微生物學， 開發(fā)出一種生物吸附劑材料， 通過將微生物包埋在聚合物中，能夠從消費電子廢物中回收稀土元素。研究團隊開發(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， 微生物菌珠可重復使用，其吸附能力在連續(xù)9 次吸附 / 解吸循環(huán)測試后保持不變。 與大多數(shù)非稀土金屬離子相比， 微生物對稀

3、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解吸容易地回收，從而實現(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脫附的方式快速回收， 從而實現(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 金屬打印設備印度威普羅 3D 公司與印度科學學院合作研發(fā)出印度首臺3D 金屬打印設備，正在開展標桿分析（ Benchmarking ）工作。該研發(fā)項目由印度重工業(yè)部支持。采用的是選區(qū)電子束熔化（ SEBM） 粉末床熔融技術，具有先進的熱管理系統(tǒng)、 更高的零件密度和更好的機械性能。威普羅 3D 公司已明確了 3D 打印在印航空和國防領域的應用方向，最近在班加羅爾開

4、設了 1 個 3D 金屬打印體驗中心，為客戶提供工業(yè)增材制造機器的試驗平臺。 （科學技術部）新加坡開發(fā)出用于柔性機器人的新型金屬基材料新加坡國立大學開發(fā)出 1 種新型金屬基材料， 重量僅為紙的一半，且具有耐火、導電等性能，適用于制造惡劣環(huán)境下工作的軟體機器人。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（僦氣）和500c的空氣中燃燒。最終產(chǎn)品是一塊厚度為90 M70%的鉑和30%的無定形碳（灰分）組成。采用新材料制成的機器人金屬骨架僅為傳統(tǒng)折紙機器人的1/3 ， 能耗減少3

5、0%， 并且可使折紙機器人的工作速度更快。 由于具有防火性能， 機器人能夠耐約800 的高溫燃燒 5min 。 該材料還可充當機器人的天線， 在無需外部通信模塊的情況下與遠程操作員或其他機器人進行通信。 （北方科技信息研究所）芬蘭超導體/ 鐵磁器件研究領域獲得突破物理學家們已經(jīng)證明， 通過監(jiān)測超導器件中產(chǎn)生的電壓可以檢測鐵磁疇壁的運動， 這一發(fā)現(xiàn)將有助于磁性賽道存儲器的應用。研究結(jié)果被發(fā)表在物理評論快報期刊上，其國際研究團隊來自于芬蘭于韋斯屈萊大學。近年來， 許多研究團隊都致力于開發(fā)基于電流協(xié)助讀寫磁性信息的磁性存儲器。 為切換磁化方向， 這種系統(tǒng)通常需要加載高電流，而這將影響存儲器元件的熱穩(wěn)

6、定性。為減少加熱效應，超導材料將發(fā)揮重要作用。研究團隊找到了 2 個基本問題的答案： 超導電流是否可以改變磁性狀態(tài)， 以及在這個過程中是否有可能避免電損耗。 研究員人員 Mihail Silaev 解釋說： “我們提出的理論描述了超導體如何在典型的超導體/ 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磁化動力學引起的。 盡管驅(qū)動磁化的力量來自于超導電流， 但系統(tǒng)本身會耗散， 而且由于磁化動力學產(chǎn)生的電壓， 原則上無法維持任何數(shù)值的超導電流。 ”（國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心）日本國立材料研究所開發(fā)基于金屬納米線的神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡由日本國立材料研究所領導的國際聯(lián)合研究小組成功地研制

7、出一個由許多金屬納米線組成的神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡。 利用該神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡，研究小組能夠產(chǎn)生類似于人類大腦高級功能的電特性，如記憶、學習、遺忘、警覺和恢復平靜。研究小組隨后闡明了誘發(fā)這些電特性的機制。該國際聯(lián)合研究小組通過集成大量鍍有約 1nm 厚聚合物（ PVP） 絕緣層的銀（Ag ） 納米線， 構(gòu)建了一個復雜的類腦網(wǎng)絡。2 個納米線之間的連接處形成一個可變的電阻元件，作用類似于神經(jīng)元突觸。這個納米線網(wǎng)絡包含了大量復雜的相互作用的 “突觸 ” ， 形成了一個 “神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡”。 當電壓被施加到神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡時，電流 “掙扎 ”的尋找電效率最高的途徑傳輸。研究小組測試了電流通過神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡時， 電流通路的形

8、成、 保留和失活的過程，發(fā)現(xiàn)這些過程總是隨著進程而波動， 類似于人類大腦的記憶、 學習和遺忘過程。 所觀察到的波動時間也類似于大腦變得警覺或恢復平靜的過程。神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡模擬的類腦功能是網(wǎng)絡中大量 “突觸 ”以共同作用的方式形成的， 并通過優(yōu)化進行傳輸。 目前， 研究小組正在利用神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡開發(fā)一種類似大腦的存儲設備。 （工業(yè)和信息化部電子第一研究所）力拓開發(fā)出具有突破性的車輪用新型鋁合金近日， 力拓公司宣布開發(fā)出具有突破性的車輪用新型鋁合金，其強度顯著提升并更具有更可持續(xù)。 力拓給這種專利合金命名為：Revolution AlTM ，即 “變革鋁 ”。 5 年前，力拓位Arvida 研發(fā)中心（

9、 ARDC） ，收到一份高難度研發(fā)項目的需求，要求開發(fā)一種汽車車輪用高強合金， 該合金可以降低汽車燃油消耗， 提高車輛安全操作性能，同時可以超越40 余年以來沒有改變的行業(yè)標準。通過力拓研發(fā)團隊的不懈努力， 最終開發(fā)出一種全新、 經(jīng)過全面測試的新型車輪用鋁合金，命名為Revolution AlTM （變革鋁） 。 Revolution AlTM 的主要改進之處，在于它比傳統(tǒng)的車輪合金A356.2強度提升15% 20%這意味著車輪減重7%同時提高燃油效率或增加電池續(xù)航里程。 更輕、 更強的車輪也意味著更好的操控性能以及更少的輪胎磨損。此外，減重后的車輪，對效率的影響比其它部件更顯著，因為輕量化的

10、車輪意味著汽車啟動所需的能量更少。 Revolution AlTM 的強度意味著，隨著制造商越來越多地尋求制造更輕、更省油的車型，這種新合金也可以用于車輪以外的輕型汽車部件。（中國有色金屬報）我國科學家通過實驗證明二維單層銅基超導體具有高溫超導特性日前， 我國科學家首次通過實驗證明了二維極限下的單層銅基超導體具有和塊體銅基超導體相同的超導特性。 結(jié)合輸運和掃描隧道顯微學及譜學數(shù)據(jù)， 團隊最終發(fā)現(xiàn)二維極限下的單層Bi 2212 已具備高溫超導所需的一切因素。這一結(jié)論為高溫超導的二維理論模型， 和既有高溫超導塊體材料表面研究的有效性提供 了更加堅實的實驗基礎。 在結(jié)論之外， 該項工作對極不穩(wěn)定二維

11、材料之研究方法的技術探索亦十分可貴， 拓展了有關二維材料研究的視野。 該研究成果以研究長文形式在線發(fā)表于國際學術期刊自然 （ Nature ）雜志主刊。 （科學技術部）我科學家在稀土基礎研究領域取得新突破北京高壓科學研究中心丁陽研究員團隊選取代表性的元素鈰（ Ce） 作為研究對象， 借助高壓非彈性共振X 射線散射技術直接研究鈰金屬，取得新突破。團隊成功探測到了鈰的未占據(jù)4f 態(tài)在體積坍縮過程中變化。結(jié)合理論計算，他們發(fā)現(xiàn)4f5d 近藤耦合的微小變化可以很好地描述體積坍縮過程中光譜的重分布， 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驗證據(jù)， 為系統(tǒng)研究稀土材料的體積坍

12、縮現(xiàn)象開辟了一條有希望的新途徑。（光明日報）壓力下銅氧化物超導體2D 3D 超導態(tài)躍變研究獲進展最近，中國科學院物理研究所/ 北京凝聚態(tài)物理國家研究中心超導國家重點實驗室副研究員郭靜、 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量等綜合實瞬方法對具有強二維特性的最佳摻雜 Bi 2212 高溫超導體進行了系統(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量技術和 “電阻 磁化率 ”一體化高壓原位測量技術。這些測量 在技術上具有很強的挑戰(zhàn)性， 在該研究中的成功應用， 標志著物理研究所的這類高壓超導研究實驗測量技術已達到國

13、際最好水平。 他們在最佳摻雜的高溫超導體奇異金屬態(tài)中首次觀測到了壓力誘導的 2D 3D 超導態(tài)躍變的電阻與磁化率特征。 分析表明該2D 超導轉(zhuǎn)變表現(xiàn)出類似BKT 轉(zhuǎn)變的行為。這些結(jié)果證明該類超導體中的奇異金屬態(tài)是由 2D 特性主導的。這一發(fā)現(xiàn)不僅為進一步開展對高溫超體的深入研究， 為理解超導電性的穩(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系提供了重要線索， 而且為高溫超導機理的突破提供了新的實驗依據(jù)。 ( 中國科學院)高效非晶合金析氫反應催化劑研究獲進展中國科學院物理研究所/ 北京凝聚態(tài)物理國家研究中心柳延輝、 汪衛(wèi)華團隊近期在非晶合金領域引入材料基因工程理念， 發(fā)展了獨

14、特的高通量實驗方法， 實現(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)異的力學性能，也蘊含著豐富的、仍待探索的功能特性。例如，IrNiTa非晶合金具有強耐蝕的特點， 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)定性不足的問題。該團隊開展了 Ir-Ni-Ta非晶合金催化性能的研究，該團隊博士生王子鑒在研究員柳延輝、 汪衛(wèi)華和西南石油大學副教授葛性波的共同指導下，通過離子束濺射沉積方法制備了Ir25Ni33Ta42非晶合金薄膜，測試了 IrNiT

15、a這一新材料體系在酸性條件下的析氫反應本證催化活性和穩(wěn)定性。 （中國科學院）高純度優(yōu)質(zhì)銅材應用于首臺國產(chǎn)碳離子治療系統(tǒng)近日，中國科學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 類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊。這是國內(nèi)首臺自主知識產(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)的束流精準形成、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)揮著關鍵作用。高純度優(yōu)質(zhì)銅材與碳離子治療系統(tǒng) 跨界的強強聯(lián)合與物理實驗不同， 碳離子治療系統(tǒng)的離子束能量僅是實驗室加速器裝置束流能量的60%，真正作用到治療個體的能量更微小，但因其是直接將離子束作用于人體， 一絲一毫的細節(jié)都關乎生命。 因此，科學家們對治療系統(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。 （中國有色金屬報）西北鋁為南昌艦提供高精度鋁鍛件產(chǎn)品月 12 日，中國人民解放軍海軍055 型驅(qū)逐艦首艦南昌艦歸建入列，標志著中國海軍驅(qū)逐艦實現(xiàn)由第 3 代向第 4 代的跨 越。西北鋁為