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金属与粉末冶金

2016-04-23

新材料产业 2016年10期
关键词:合金

澳科学家发现神奇液态金属:可自我移动和变形

澳大利亚墨尔本RMIT大学的研究人员发现了一种神奇的液态金属,可以让电子元件“自己动起来”。这种液态物质从无毒金属镓合金提炼得到,所制成的导电材料能够自我组装,被用于制造3D显示器或其他复杂的机器元件。研究人员发现,简单改变水的化学成分,液体材料的液滴就发生了移动和变形,无需任何外部的力、电子或者光学刺激。

研究人员称,利用这一发现能创造出自我移动的物体,并且可以借助周围液体的构成实现自我变形,“依据其基本原理,我们有可能根据需求打造出一台3D液态金属机器人,就像终结者那样。”(中国冶金报)

日本大学研发出轻量级高强度镁合金材料 有望用于螺丝制造

日本豊桥技科大学科研团队开发出价格较便宜的高强度镁合金,有望用于制造螺丝。豊桥技科大学科研团队开发出的新技术可强化镁合金的强度,不须掺入钇这种高价稀土金属也能保有强度,价格却只有1/5,可望用于小型无人机,汽车、螺丝、手机。

该团队的作法是将市面上的镁合金棒材放入模具,然后进行压造加工。如此,超微细的针状组织就会叠加,增加强度。在试作当中采用的拉伸强度最高达到50kg/mm2。强度比掺杂稀土金属的合金高出了20%。

该大学近期将与川本重工公司合作出货直径2cm的棒材,此外也预定开发直径5cm的棒材。价格为5万日币/kg左右,只有掺杂稀土金属的合金的1/5,未来的价格目标是达到1/10。(中国有色金属报)

波音订购3D打印钛结构用于试验

波音与Norsk钛公司签订了一个3D打印钛工程试验件的供应合同,试验件用于民机结构组件。Norsk将生产钛(Ti)-6铝(Al)-4钒(V)预形件,并交付波音进行进一步试验和评价。这一项目意在验证零件到零件的可重复性,并针对用于结构组件长期生产所必要的操作工艺进行优化。

Norsk正在美国建设工业级金属增材制造工厂,纽约州政府为此投资了 1.25亿美元。纽约州工厂最初将安装20台自有专利的MERKE IV快速等离子沉积(RPD)工艺机床,能够每年生产400t航空航天结构件,最终产能将达到800t。公司宣称该工艺能够生产替代当前由锻造制造的零件,且研制和生产时间更少。

目前还不知道波音会在哪个项目中采用增材制造钛零件。波音有许多项目使用了钛结构零件,或者钛可能在当前生产和研制中提供新的减重。(中国航空工业发展研究中心)

我国超细镁合金粉及制造技术领跑国际

近日,由“国家973项目”首席科学家张涛教授为核心的北京航空航天大学研发团队联合临江镁业(集团)有限公司,联合发布了国内首个细度指数达1000~3000目的超细镁合金粉及制造系统研制成果。经专家評估,该技术的成功研发填补了国内同行业技术空白,领跑世界同行业最先进技术。

经中国镁协组织的专家评估后认为,该成果达到国际领先水平,对于实现超细镁合金粉的安全工业化生产和提高镁产品质量、拓宽应用领域具有重要意义。该项技术的成功研发填补国内同行业技术领域空白,属世界同行业最先进的技术,对于推进火箭燃料、武器弹药等技术创新将起到重要作用。(中国有色金属报)

世界首根百米级铁基超导长线研制成功

中国科学院电工研究所近日宣布,该所研究员马衍伟团队成功研制出国际首根100m量级铁基超导长线。这是铁基超导材料从实验室研究走向产业化的新的里程碑。目前,世界上美、日、欧等国家的铁基超导线制备还处于米级水平。如何突破百米级高性能铁基超导长线制备技术是其规模应用的关键,也是当前的重大技术难点。

马衍伟团队于2008年在国际上研制出首根铁基超导线材,随后在铁基超导材料的成相物理化学、元素掺杂、线带材成材、热处理工艺、微观结构等方面深入研究,掌握了采用成本较低的粉末装管法制备高性能铁基超导线带材的一整套关键技术,并在铁基超导线带材的载流性能方面一直保持国际领先水平。2014年,马衍伟团队率先制备出国际首根10m量级高性能铁基超导长线,走出了线材规模化制备的第一步。

在此基础上,该团队进一步深入探索铁基超导线材规模化制备工艺,通过对超导长线的结构设计研究和加工技术的试验优化,成功解决了铁基超导线规模化制备中的均匀性、稳定性和重复性等技术难点,最终制备出了长度达到115m的铁基超导长线。经测试,其载流性能表现出良好的均匀性和较弱的磁场衰减特性,在10T高磁场下的临界电流密度超过12 000A/cm2。专家指出,这一重大突破表明我国已率先掌握了具有自主知识产权的铁基超导长线制备技术,奠定了铁基超导材料在工业、医学、国防等诸多领域的应用基础。(科技日报)

宁波材料所在低成本铁基非晶合金涂层研究中取得进展

中国科学院宁波材料技术与工程研究所非晶软磁团队一直致力于非晶合金新材料的开发与应用研究。近日,研究团队在铁基非晶成分设计及其涂层性能研究方面取得进展。通过利用镍和磷取代SAM合金中昂贵的稀土、钨和钼(Mo),以及调控铯和钼的比例,获得一系列非晶形成能力大于2 mm的新型铁基块体非晶合金。利用自主搭建的气雾化设备制备了高质量的球形非晶粉末,成粉率(>100目)达80%以上。研究发现,该合金体系在少量铯(体积分数为8%)和Mo(体积分数为3.5%)添加时就能实现优异的耐腐蚀性能,不仅优于常用的316L和S32750不锈钢,还与高铯(体积分数为15%)和钼(体积分数为14%)含量的非晶钢(SAM1651)相当,且钝化膜更稳定。通过简单的工艺优化,便能获得厚度为300μm以上的低氧含量、低孔隙率、高非晶含量的涂层。其在模拟海水中的耐腐蚀性能和室温下的干摩擦磨损性能可与SAM1651和SAM2X5等SAM系非晶涂层相媲美,但原材料成本可降低50%以上相关成果已申请国家发明专利2项。(中国科学院)

中科院钨晶界合金元素强化界面机理研究获进展

近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所内耗与固体缺陷研究室研究员刘长松课题组与等离子体物理研究所、北京航空航天大学及中科院近代物理研究所合作,在钨晶界合金元素强化界面作用机理方面取得了新进展,相关研究成果发表在Acta Materialia (2016,120,315-326)上。

科研人员基于第一性原理研究了19种过渡族合金元素(3d:钛-镍;4d:锆-钯;5d:铪-铂)在一系列典型钨晶界中的偏聚和强化/脆化效应。通过能量学方法(偏聚能和强化能)和动力学拉伸模拟(拉伸强度)来定量描述元素偏聚引起的晶界结合强度的变化,获得强化能与晶界结构以及与合金元素自身性质(金属半径/最外层价电子数)之间的关系。研究结果表明合金元素强化/脆化晶界能力与晶界结构密切相关。合金元素易强化晶界能较大的晶界,而易脆化晶界能较小的晶界。此外,合金元素强化晶界能力与元素自身的金属半径成正相关。研究结果表明,尺寸效应在其偏聚强化界面过程中起主导作用,即金属半径比钨小的合金元素,易在晶界面处偏聚并能强化界面。该研究为高性能钨基材料合金元素的优化选择以及晶界的优化设计提供了理论指导。(中国科学院)

新疆理化所在3价稀土金属非线性光学材料研究中取得进展

中国科学院新疆理化技术研究所新型光电功能材料实验室潘世烈研究团队近年来致力于新型非线性光学晶体的探索与设计研究。为研究3价稀土金属化合物的光学性质,该研究团队在室温下合成了Na4La2(NO3)10·2H2O并得到了其晶体。测试结果发现其具有出乎意料的透光范围。经测试表明,另一镧硝酸盐K2La(NO3)5·2H2O也具有比碱金属/碱土金属硝酸盐更高的截止边。此外,在研究员杨志华的指导下,通过第一性原理计算与轨道及配位理论分析,结果表明它们的光学带隙受la-5d与o-2p轨道相互作用而形成的(d-p)π键调控并且(d-p)π键的强弱与其化合物带隙的大小成反相关。同时比较分析上述2个镧硝酸盐的光学性质,科研人员发现(d-p)π相互作用对其线性与非线性光学性质也有一定的影响。最后,科研人员对其它的3价稀土金属化合物也做了第一性原理模拟研究并得到一致的结论。这一工作对设计合成含镧的线性与非线性光学材料具有一定的理论指导意义。(中国科学院)

华中科技大学首创“铸锻铣一体”金属3D打印技术

在华中科技大学机械学院数字制造装备与技术国家重点实验室的实验基地,张海鸥团队正在加紧制造一批应用于航空领域的高端金属锻件。该团队经十余年潜心研发,在全球首创“铸锻铣一体”金属3D打印技术,并制造出世界首批3D打印锻件。张海鸥带领团队反复实验,在金属3D打印中复合了铣削,边打印边进行机械加工,解决了上述难题,一举获得国家发明专利。(湖北日报)

西南铝成功轧制出重型运载火箭用10m级整体铝合金环件

近日,我國成功轧制出重型运载火箭用10m级整体铝合金环件,深空探测装备硬件能力得到提升。该环件由西南铝业(集团)有限责任公司轧制成功,是连接重型运载火箭贮箱的筒段、前后底与火箭的箱间段之间的关键结构件,是我国重型运载火箭研制能否取得新突破的关键材料。(中国有色金属报)

北方稀土拟建稀土医疗产业基地

北方稀土拟投资2亿元规划建设稀土医疗产业基地,延伸稀土终端高科技应用。按照北方稀土的整体战略部署,借助稀土转型升级试点项目专项扶持资金支持,利用已建成的稀宝医疗磁共振产业平台,北方稀土拟投资2亿元规划建设稀土医疗产业基地。根据规划,北方稀土子公司稀宝医疗在现有厂区预留土地上,建设4.55万m2钢结构厂房及研发服务中心,形成高性能大型医疗设备产业化基地,打造北方地区最具规模的综合医疗平台。

北方稀土整体投资建设稀土医疗产业基地,独立拥有固定资产完整的所有权,以此为平台吸引医疗企业入驻基地,出租厂房给入驻企业并为其提供后勤服务保障,打造轻资产运营新模式。北方稀土则以相对稳定的租金收入作为投资收益。(包头日报)

攀钢自主知识产权EB炉首块钛锭出炉

攀枝花云钛实业有限公司拥有自主知识产权的大功率电子束冷床熔炼炉(EB炉)试生产出第1块长度为8m的钛锭,宣告该公司EB炉国产化项目首次热负荷试车成功,这标志着攀枝花钛工业装备和技术水平再上一个新台阶,结束了我国无大功率电子束冷床熔炼炉制造能力的历史。目前,攀枝花的钛工业水平已跻身国际先进行列。

该项目根据国际标准及国内常用零部件标准设计,融入电子束枪控制技术、电子束枪冷却技术、真空系统等先进技术,最终建成1套年产4 000t钛锭、稀有金属镍、锆、铪锭的国产大功率电子束冷床熔炼炉。一举使我国成为世界上继美国、德国和乌克兰后第4个拥有EB炉制造技术的国家,极大地提升了钒钛之都——攀枝花在国内乃至国际钒钛冶炼领域的地位,同时也将促进我国在稀有金属冶炼方面取得更大的突破。(中国冶金报)

金钼股份布局新一代核电安全关键材料

9月7日,金堆城钼业股份有限公司(简称“金钼股份”)在深圳与中广核研究院有限公司(简称“中广核研究院”)就新型核燃料包壳材料相关技术及成品委托研发达成合作协议,标志着金钼股份在难熔金属材料应用核电最前沿的燃料棒包壳材料研发制造领域迈出了坚实的步伐。

事故容错燃料关键技术研究,是日本福岛核事故后世界核电领域着力突破的方向,也是中国核燃料研发实现跨越式发展的重要机遇。此次金钼股份承担的钼合金包壳材料研制项目,属国家科技重大专项课题“事故容错燃料关键技术研究”中的重要研究内容之一,旨在实现事故容错燃料包壳材料的突破,替代传统核燃料棒包壳材料,从而提高核电安全性和经济性。该项目若取得成功,对于促进金钼股份转型升级、产品高端化也将具有重大意义。

由中广核研究院牵头承担、国内众多单位参与的“事故容错燃料关键技术研究”课题将突破先进包壳材料和芯体设计、制备、试验、辐照考验、安全评价等关键技术,为研制出我国具有自主知识产权的事故容错燃料奠定坚实基础。(中国有色金属报)

中国铅基堆冷却剂技术取得重大突破

从中科院核能安全技术研究所了解到,该所先进核能研究团队(FDS团队)牵头的“麒麟一号”中国铅基快中子反应堆研发工作近期取得重大突破,权威专家组一致认为:铅基堆冷却剂技术综合实验回路的实验能力和运行参数处于国际领先水平,突破了氧测量与控制等多项关键技术,打破了国际垄断,实现了核心技术自主化,对促进我国第4代核能铅基反应堆的工程化具有重要意义。

由中国核工业集團、中广核集团、西安交通大学、上海交通大学等十余名核电领域权威专家组成的专家组,对FDS团队自主研发的“铅基堆冷却剂技术综合实验回路”与“铅基堆冷却剂氧测控技术”进行了成果鉴定。

铅基堆被“第4代核能系统国际论坛”组织评定为有望首个实现工业示范和商业应用的第4代核裂变反应堆。得益于铅基材料优良的中子物理和热物理特性以及稳定的化学性质,铅基堆在产能安全性和经济性方面具有突出优势,还具有良好的核废料“焚烧”处理能力和核燃料增殖能力,是一种能够实现多种应用和可持续发展的先进核能系统。西方多个国家目前正积极推动铅基堆工程化应用,有的国家计划本世纪20年代实现商业示范。(新华社)

新型高精度盘圆直槽高齿热管在金龙集团研发成功

近日,经过金龙精密铜管集团股份有限公司应用科学与技术研究院专家及下属珠海龙丰公司的技术员共同努力,一种新型的、电子元件散热方面的高精度盘圆直槽高齿型热管在该集团珠海公司研制成功并全面进入生产阶段。

据介绍,该产品主要用于手机、电脑等电器。目前全球每年仅笔记本领域热管需求在4亿支左右,每支大约125g,用量极大且质量要求相当精密。另外据资料显示,2015年全球智能手机销量达到约13亿部,从今年开始每年还将新增加1亿部,并在2019年达到17亿部。巨大的市场容量和人们需求,为该型铜管的销售打下了良好的市场基础。(中国有色金属报)

全球最先进的贺利氏贵金属工厂在南京破土动工

总部位于德国的贺利氏科技集团在南京的最新投资项目正式破土动工,旨在兴建世界上最先进的贵金属工厂。新工厂将显著提高贺利氏的贵金属回收产能,尤其是铂族金属(PGM)的产能。中国的铂族金属资源严重匮乏,只能依靠进口或回收利用。以铂为例,中国2015年的铂需求量是中国国内铂矿供给量的25倍。贺利氏将使用回收的贵金属来生产排放催化剂,以及制药、精细化工和化学过程用贵金属均相催化剂。这些催化剂将广泛应用于中国的汽车、硅材料和制药等行业。

作为客户导向战略的一部分,贺利氏还将进一步强化其在中国的贵金属管理服务,例如贵金属实物供应、贵金属账户管理与全球贸易、贵金属风险管理与金融服务等。贺利氏是唯一一家获准在中国从事工业用贵金属租赁业务的外资公司。(中国半导体行业协会)

江苏德龙拟加大投资建设镍铁合金项目

日前,江苏环保厅就德龙镍业2期年产22.5万t镍铁合金生产技术改造项目环境影响评价,施行第1次公示,据悉,江苏德龙镍业有限公司为了满足市场对镍铁合金产品的需求,拟在江苏响水沿海经济开发区冶金产业园德龙2期厂区现有30万t镍铁合金生产规模的基础上,投资42 000万元建设年产22.5万t镍铁合金生产技术改造项目,主要建设镍铁合金生产车间及配套公辅工程、烟气“超低排放”环保设施等,项目建成后,2期厂区形成年产52.5万t镍铁合金生产能力。(中国有色金属报)

首列“成都造”铝合金A型地铁车辆下线

9月22日上午,中国中车成都公司研制生产的首列铝合金A型地铁车辆正式下线。作为四川省推进轨道交通全产业链发展的标志性成果,中国中车成都公司铝合金A型地铁车辆项目顺利实现签约1年内开工建设、开工1年内投产的“两个1年目标”,项目从开工建设到产品下线用时315天,继神龙汽车有限公司成都工厂项目之后创造了又一“成都速度”。此次下线的铝合金A型地铁车辆产品为4动2拖6辆编组,总长140m,宽3m,最高运行时速80km,最大载客量达2 592人,每千米每人的能耗同比降低10%。中车成都公司负责人表示,预计2017年上半年项目可望实现全面达产,将实现第3个“1年目标”即“投产后1年内达产”。(四川日报)

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