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金属与粉末冶金

2015-04-23

新材料产业 2015年4期
关键词:铝合金

美研究人员研发出强度高于钛合金的高熵合金

日前,来自美国北卡罗莱纳州立大学和卡塔尔大学的研究人员合作研发了一种全新高熵合金,该材料拥有更高的强度质量比,目前任何一种金属都不具备这样的优越性能。研究人员利用机械合金法融合来打造低密度纳米晶合金(Al20Li20Mg10Sc20Ti30),预估的材料强度质量比要明显高出其它纳米晶合金,甚至可以与陶瓷相媲美。

高熵合金(HEAs)是多组分合金系统中的一个全新分类,这种合金的设计理念不是向金属材料中添加单一基本元素,而是选择那些可以在近等原子混合条件下,形成固溶体的各种元素物质。

新型高熵合金的密度为2.67g/cm3,纳米晶晶粒直径为12nm,机械硬度达到5 900MPa。密度大小和铝合金基本相同,但是强度要超过钛合金,具有高强度和低密度的双重特点;强度质量比甚至可以与一些陶瓷相提并论,而且比陶瓷更有韧性,不易碎裂。

现在这种合金面临的最主要问题是,材料含有20%的金属钪,而钪的价格非常昂贵;研发人员正努力探究钪是否能够从合金中被取代或移除。(中国有色金属工业协会)

日本成功研发镁合金可吸收止血夹

日本神户大学日前宣布,该校研究人员日前开发出一种可在体内溶解的新型医用止血夹,它不仅能降低手术后的风险,还可避免妨碍医学影像检查。

该校研究人员注意到,镁遇到动物体内水分后很容易溶解,對机体的安全性很高,于是通过向镁材料中混入钙和锌,制造了一种新型止血夹。它只有约5mm长,但夹紧的力度较大。

研究人员通过老鼠实验发现,约3个月后这种止血夹就在老鼠体内缩小了一半,一年内所有止血夹均溶解消失。

研究负责人、神户大学教授向井敏司说,止血夹是常用的手术工具,这种新型止血夹如能用于治疗,将是一项贡献。他们将力争在二三年内使这种止血夹达到临床应用水平。(中国有色金属工业协会)

浦项携手高丽制钢研发线材新钢种

据报道,浦项与高丽制钢正在通过共同开发线材新钢种来发掘市场的新需求。

高丽制钢是世界第2位的线材专业企业,其工厂遍布东南亚、美洲、欧洲和中国,是浦项的重要客户之一。浦项充分利用遍布全球的营销基地,高丽制钢通过全球分厂供应高品质的线材产品,双方携手合作,极大地提高了客户的产品竞争力。近期随着能源用线材需求与日俱增,这2家企业为了推动能源用线材的销售,正在强化共同的技术研发工作。2013年钢丝绳等能源设备用线材需求量为30万t,随着采掘作业不断趋于深海极地环境,能源设备线材需求的年平均增长率将达到12%。(中国冶金报)

日本商家推出智能身份识别钛合金吊坠防走失

据报道,为应对日益严峻的老年人走失问题,日本一家厂商日前运用刻章技术,开发出一种刻有二维码的吊坠,通过扫描二维码便可获知其主人的姓名和血型等个人信息。产品名为“生命的标签”,现已开始对外销售。

这款吊坠由不易受汗水和温泉水侵蚀生锈的钛金制成。为了便于佩戴,尺寸被定为长3cm、宽2cm,仅够刻上二维码。吊坠与项链也采用轻量设计,总重约8g。该公司通过改良刻章时使用的激光机,开发出了在金属上刻制二维码的技术,现正在申请专利。

据悉,通过手机等的摄像头读取这款吊坠上的二维码,人们就可以获知吊坠主人的姓名、联系方式、血型和过敏物质等13种信息。日本市面上此前也出现过类似吊坠,但由于直接刻制文字,信息量十分有限。(西北有色金属研究院)

我国“超材料”激光全息研究获突破

近日,武汉大学电子信息学院副教授郑国兴与合作者一起,提出一种新颖的反射式金纳米天线阵列方案,并成功应用于激光全息领域。相关研究以在线头条登载于《自然—纳米技术》,同时该刊物新闻与观察栏目对这一研究也进行了重要评述。

超颖表面材料是一种在衬底表面加工出的超薄金属微纳结构材料,与电磁波相互作用时常表现出一些超常特性,一直以来广受学界关注,因受技术限制,一直停滞于学术概念层面。

郑国兴与伯明翰大学教授张霜开展合作,在实验中不仅捕捉到令人满意的爱因斯坦激光全息图像,而且实现了高达80%的实测衍射效率。

这一成果达到甚至超越了基于传统材料的激光全息水平,更为重要的是,其相对于传统全息技术、工艺流程大大简化——仅需一步光刻工艺,具有推广和应用价值,有望应用于激光全息键盘、手势识别、激光防伪、激光雷达、光束整形、光学信息处理等领域。

该研究成果得到《自然—纳米技术》杂志责任编辑和审稿人的高度评价,认为这项工作在提升超颖表面材料全息效率的同时,无须付出复杂的工艺代价,是该研究领域的重要突破。(中国科学报)

中科院铬电化学检测方法获进展

日前,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员、“973”计划项目首席科学家刘锦淮和该所副所长、研究员黄行九领导的课题组在探索铬(VI)电化学检测方法上取得新进展。

长期以来,地下水铬污染问题已成为世界性的环境问题,严重危害着人类健康。因此,实现对地下水中铬的快速、痕量、高灵敏度、高选择性检测,对于正确评估环境污染意义重大,也是倍受关注的研究难点和热点问题。电化学检测由于其本身具有快速、灵敏、便携等特点,被广泛应用于铬的检测。然而,此前的报道大多采用溶出伏安法,这种方法需要选用贵金属电极或贵金属纳米粒子修饰电极,并且修饰电极需要很均一的形貌;同时,由于发生氧化还原反应的条件限制,检测需在强酸性环境下进行。

智能所科研人员利用冠醚对铬的特殊相互作用而造成电极表面电子传递/传质受阻的特性,采用电化学阻抗法实现了对铬的高灵敏度、高选择性检测。在pH5.0的弱酸条件下,铬以HCrO4-的形态存在,2分子氮杂冠醚与HCrO4-通过氢键与静电作用,形成夹心配合物,阻碍了电极与探针分子之间的电子传递和探针分析向电极表面的传质,从而引起阻抗的增大,实现了对Cr(VI)的高灵敏和高选择性检测。该研究成果被美国化学学会《分析化学》接收发表。(中国科学报)

合肥研究院成功制备氧化物弥散强化中国抗辐照低活化钢

中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所.FDS团队通过技术攻关,成功制备了氧化物弥散强化中国抗辐照低活化(ODS-CLAM)钢,有望使低活化钢的上限使用温度由目前的550℃提升至650℃,从而有效提升核能系统的热电转换效率。

研究人员将纳米氧化钇颗粒(Y2O3)与CLAM钢粉末混合后进行高温高压烧结,使纳米Y2O3颗粒在CLAM钢中固溶后重新析出为弥散的纳米团簇,最终获得ODS-CLAM钢。这种方法无需将原料熔化成钢水,避免了凝固过程中的成分偏析,同时由于烧结前后变形量小,可直接生产具有复杂形状的部件,减少机械加工量,提高了生产效率。研究表明,该纳米团簇(直径约10nm)具有高温稳定性,能显着改善材料的高温强度和蠕变性能;同时能俘获高能中子辐照产生的氦,减缓材料的肿胀和脆化,改善结构材料的抗高能中子辐照性能。(中国科学院合肥物质科学研究院)

国产硬质合金铣刀结构设计技术瓶颈获突破

日前,从湖南省科学技术奖励大会获悉,湖南省有色金属管理局推荐的“超细晶粒整体硬质合金纳米涂层系列精密铣刀”项目获得2014年度湖南省科学技术进步一等奖。该项目是由株洲钻石切削刀具股份有限公司牵头,联合湖南大学、山东大学,走产学研创新攻关之路取得的重大成果。

该项目针对PM/HM系列铣刀应用需求,开发了超细晶粒硬质合金新材料,解决了高硬度材料加工的高端刀具、通用性能强的高性能精密铣刀的设计制造和应用问题。首创了超细晶粒硬质合金材料制备技术,突破长期困扰国产整体硬质合金铣刀的结构设计技术瓶颈,使得PM/HM系列精密铣刀刀具结构和产业化加工精度达到国际先进水平。

该项目获授权发明专利7项,发表学术论文20余篇。开发了45种精密铣削刀具产品,已在模具、汽车、航空等行业应用,近3年销售收入达3亿元,出口创汇200万美元。其产品填补了国内空白,提高了国产刀具在复杂加工领域的应用水平,可带动相关制造业的技术升级,其推广应用能促进整个刀具行业的快速发展。(中国有色金属报)

辽宁科技大学成功轧制出厚0.05mm镁合金箔材

辽宁科技大学镁合金铸轧研究中心以巨东英教授为核心,自主设计了一套辊宽450mm的镁合金六辊温轧机。在中试过程中解决了边裂、板型控制、张力控制、轧制润滑、表面裂纹等问题,轧制出了厚度小于1.5mm的各種薄带箔材,并成功地生产出厚0.05mm,宽180mm的镁合金箔材,填补了我国在这个领域的空白。研究中心批量生产的0.3mm×300mm、最大卷重100kg、长度超过500m的AZ31镁合金板卷,初步得到了市场的认可。目前,该研究中心主要进行镁合金温轧机轧制变形机制、镁合金箔材的组织及力学性能、镁合金电池、镁合金蜂窝轻型结构等方面的研究;在进一步完善现有工艺、设备和控制水平,加大基础研究力度的基础上,争取在镁合金薄带箔材轧制方面达到世界一流水平。(中国有色金属报)

中国突破发动机单晶叶片核心技术 打破垄断被动局面

近日,中航工业经过一年多的刻苦攻关,在航空发动机复杂型腔单晶叶片核心技术上获得重大进展,已通过装机前评审,一举突破某系列航空发动机无自主研制单晶叶片的被动局面。

叶片是航空发动机“肚子”里的主要“内脏”,也是涉及发动机安全性能的关键动部件(相对于静部件)。随着航机的升级换代,叶片也由过去的锻件、普通铸件叶片升级为技术性能更先进的单晶叶片、单晶空心叶片。过去,南方公司的这类叶片毛坯供给主要靠外购,复验及机加后合格率极低,成为发动机增产的最大瓶颈。2013年,中航工业发动机将其列为“涡轮叶片厂所联合技术攻关”项目。南方公司科研团队先后从叶片的尺寸要求、冶金工艺难点上寻求技术突破,开展了陶瓷型芯工艺、刚玉型壳工艺、单晶选晶及定向凝固工艺、单晶叶片再结晶控制、陶瓷芯定位技术等研究工作。经过大量试验,他们在陶瓷材质及配方、焙烧温度控制、浇铸工艺参数、拉晶速率、工艺路线调整、模具改进方面积累大量数据和经验,使得空心单晶叶片精铸技术日臻完善,其冶金质量、组织形态、化学成分及力学性能等均符合技术条件,并达到设计性能要求。经检测,首批毛坯合格率比外购毛坯提高40%。(中国航空报)

我国首辆自主铝合金轻量化自卸车下线

日前,中国重汽集团专用汽车公司研发的铝合金轻量化自卸车成功下线,该产品拥有自主知识产权,技术创新达到国内领先水平,是国内首辆铝合金自卸车。

为实现工程车辆的节能减排降耗目标,重汽集团专用汽车公司技术中心根据国际上轻量化自卸车发展趋势,立项研发铝合金轻量化自卸车。为解决轻量化问题,该公司首次在专用车辆上规模性使用铝合金材料,经过多次试验,成功解决了铝合金材料在折弯、焊接、制造过程中的工艺难题,为今后其他类铝合金产品的开发积累了宝贵经验。

这种铝合金自卸车的车厢全部用高强度铝合金板设计制造,改变了传统自卸车箱由钢板制造的历史。铝合金材料的密度仅为钢板的1/3,采用该材料能极大减轻低装备质量,在节油、降低排放和性能等方面优势明显,是一款满足煤炭、粮食等散装货物运输需求的高品质自卸车。(科技日报)

我国首艘全铝合金客船顺利试航

近日,在位于广东省中山市江龙船舶厂区内,全透明旅游观光船和一艘全铝合金双体高速客船已下水、正在进行室内装饰。江龙船舶中山分公司副总经理彭德说,这2艘船代表了目前江龙船舶制造的最高水平。其中准备近期交货的全铝合金双体高速客船,系我国首艘全铝合金材料客船。相比玻璃钢船舶,质量更轻、抗撞击性和抗震性更强、航速更高,更节能环保。据悉,参加该船试航的船东代表对该船只建造质量及航行速度给予了高度评价。

该全铝合金材料客船由武汉长江船舶设计院设计、江龙船舶建造,总长35.60m,型宽9m,吃水1.5m,载客达263人,采用常规螺旋桨驱动,设计航速为26kn,实际试航航速达27.1kn,具有质量轻、吃水浅、载客量大、性能优越等优点。(中国有色金属工业协会)

鄂尔多斯集团15万t硅镁镍钙项目试运行

鄂尔多斯集团年产15万t硅镁镍钙项目于近日投入试运行,项目总投资4亿元,选址在棋盘井工业园区。目前辅助配套工程土建已全部完成,设备安装工程也进入尾声阶段,一台炉已开始试运行,其余三台也逐步进入试生产阶段。

项目建成投产后,可实现销售收入85 470万元,实现利税7 580万元。(鄂尔多斯日报)

华瑞德30万t铝深加工项目落户霍林郭勒市

3月12日,霍林郭勒市与天津华瑞德公司成功签署了10万t合金铝杆、10万t合金铝线、10万t高端铝合金棒、10万t阳极铜板项目投资合作协议书。

该项目由天津华瑞德铜材有限公司投资建设,计划总投资10亿元。其中,投资6.5亿元建设年产10万t合金铝杆、10万t合金铝线、10万t高端铝合金棒项目,计划今年4月下旬启动建设,10月投产运营,投产后预计年可实现产值96亿元,创利税10亿元,解决就业300人;投资3.5亿元建设年产10万t阳极铜板项目,计划2016年4月启动建设,10月投产运营,项目达产后年可实现产值45亿元,创利税4.5亿元,解决就业150人,两期项目完全投产后年产值将超百亿元。(通辽日报)

南方增材与上海核研院开启重型金属3D打印产业化之门

南方股份公司控股子公司南方增材科技有限公司(下称“南方增材”)近日与上海核工程研究设计院签订了《核电主蒸汽管道贯穿件模拟件增材制造技术支持与服务合同》,合同價格200万元,分期支付。

据了解,通过此次合作,南方增材将加快重型金属构件电熔精密成型技术在核电领域的应用步伐,开启重型金属3D打印技术产业化之门,对促进公司及控股子公司在高端重型金属构件成型制造领域的发展具有重要的战略意义。(中国有色金属报)

萑香洼金矿铅综合回收技术获新突破

近日,中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所科研人员以河南萑香洼金精矿氰化浸渣为原料,通过采用相应工艺流程,对其中的铅进行综合回收,其回收技术取得了新突破。

据介绍,由于金精矿浸金要求的细度极细,导致其中的方铅矿泥化严重,传统选矿工艺设备对其难以综合回收。郑州综合所科研人员通过多方案对比试验研究,根据试验结果进行投资与产值分析,并结合生产实际,最终确定浮选金精矿铅硫分离—铅、硫精矿分别再磨浸出的工艺流程,获得了铅精矿铅品位56.73%、铅回收率79.83%的选别指标。同时,分别浸出后,金总回收率达94.55%,银总回收率达91.67%,远高于原厂浮选金精矿直接浸出的金回收率90.70%、银回收率82.25%指标。

有专家表示,该项技术的突破,对提高萑香洼金精矿氰化浸渣的综合利用率、增加企业经济效益具有重要意义。该技术既综合回收了其中的方铅矿,又较大幅度地提高了金银回收率。同时,该技术可分阶段实施,在不影响企业正常生产进度的前提下,对原有工艺流程改动少,改造工程量小,切实可行。(中国矿业报)

湖南地勘局地下850m发现200t金矿

湖南省地勘局对外发布消息,2014年共承担各类勘查项目251项,新发现矿产地新发现各类矿(化)点25处,矿产地13处,新增煤炭资源储量3 139万t、铁矿石量3 792万t、锰矿石量6 600万t、金资源储量12万t等。在怀化至平江长达500多千米的“雪峰弧形带”上,省地勘局实施“金腰带”找金行动,相继在金井-九岭、幕阜山、洪江横碧洞、平江桥上、通道茶溪等矿区斩获新成果。如402队在大万矿区深部钻孔850m左右见到金矿体,使该区金矿资源找矿潜力有望翻番,达到200t。此外,湘南地质勘察院首次在汝城的南岭花岗岩体里,发现具有大型找矿潜力的较新类型钨钼多金属矿床。(湖南日报)

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