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金属与粉末冶金

2016-04-23

新材料产业 2016年9期
关键词:钛合金材料

莱斯大学发现新型超硬钛-金合金 硬度为钛4倍

莱斯大学(Rice University)的一组科学家在物理实验室创造出了一种超硬新型钛-金合金,能够取代目前应用于人工膝关节和髋关节的钛金属材料,新型超硬合金硬度为为目前钛金属的4倍。而且无毒,更耐磨损且能够用于长期医疗植入。

莱斯大学物理教授Emilia Morosan在一次从非磁性元素中提炼磁性材料的试验中意外得到了配方,将钛与黄金以1比1的比例混合,团队中部分成员尝试将之磨成粉末状,以便于放置在X光下观察其成分,结构和纯度。团队发现得到的钛-金混合物很难被物理碾磨,团队甚至采用了钻石切割器具,仍旧无法碾磨新型钛-金混合物。

团队测出了这种混合物的硬度,同时他们测出了这种混合物中最坚硬的部分是一种在高温下形成的钛-金比例为3:1的合金。它在高温下能够以近乎纯晶体的合金状态存在,硬度是钛的4倍。尽管这种新合金并非新发现,但该小组是首个观察到如此惊人特性。随后他们对合金的制程进行了进一步优化,得到了生物排斥性小,磨损较少的新型合金。(中国有色金属报)

澳科学家发现神奇液态金属 可自我移动和变形

近日,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。”(中国有色金属报)

Poly-Shape造出欧洲最大卫星专用金属3D打印部件

近日,来自Thales Alenia Space的最新消息,航空和航天工业领域内,欧洲最先进、最全面的宇航公司泰雷兹阿莱尼亚宇航公司Thales Alenia Space和法国3D打印服务公司 Poly-Shape SAS达成合作伙伴关系,为韩国的新通信卫星 Koreasat-5A和Koreasat-7提供增材制造部件,从而也再次证实了3D金属打印技术是数字化制造方式的创新推动者和先驱者地位。据了解,Koreasat-7将于2017年升空进入东经116°的太空轨道位置,覆盖韩国、菲律宾、印度尼西亚和印度地区;Koreasat-5A也将于2017年第2个季度发射升空,并进入东经113°的太空轨道位置,覆盖韩国、日本、中南半岛和中东地区。这2颗卫星上的超大部件将由Thales Alenia Space和PolyShape合作制造完成。

据介绍,Koreasat-5A和Koreasat-7的天线支架将成为迄今为止,欧洲采用基于粉末床的金属激光熔融技术制造并送入太空轨道的最大体积零件。其尺寸为447×204.5×391mm3,质量却只有1.13kg,可以称得上是真正的轻量化部件。(中国有色金属工业协会)

金属所在碱土金属单质中发现拓扑狄拉克节线量子态

最近,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室材料加工模拟研究部研究员陈星秋、博士生李荣汉等通过第一原理计算,在金属铍单质中发现拓扑狄拉克节线量子态。它与拓扑狄拉克半金属和外尔半金属不同,该类新的量子态是金属能带线性交叉点在晶格动量空间形成连续闭合的曲线。它在铍的(0001)表面的投影是一个闭合的圆,圆内出现受体态保护半占据的拓扑非平庸能带,会在费米能处出现极高的态密度。令人吃惊的是,这条拓扑非平庸的表面态从上个世纪80年代起就先后被国际上诸多研究团队实验观察到,但当时其产生机理并未被揭示。当前研究表明,其特殊的表面电子能带结构来源于体材料中的拓扑狄拉克节线量子态,基于这个认识金属铍的诸多特殊现象可以得到完美的解释,解决了长久以来困扰人们的谜题。(中国科学院金属研究所)

我国首台火星车将采用铝基碳化硅等多种材料制造

国家国防科工局探月与航天工程中心发布中国第一个火星探测器和火星车外观设计构型图。

火星车装有4个“大翅膀”——太阳能电池板。中国首次火星探测任务工程火星探测器总设计师孙泽洲介绍,和玉兔号月球车一样,火星车的能源获得依靠太阳能。由于火星光照强度小,火星大气对阳光有削减作用,火星车能源供给比月球车更困难,因此火星车比“玉兔”多设计出2个“翅膀”。

孙泽洲说,火星车的设计寿命为3个火星月,设计质量约200多千克。为适应火星的特殊環境,火星车将采用复合记忆纤维、铝基碳化硅、蜂窝夹层等多种材料制造。探测器将搭载用于火星全球遥感的相机、探测火星地下浅层结构的雷达等13台科学载荷,对火星的形貌、土壤、环境、大气、水冰分布、物理场和内部结构进行探测。

“着陆巡视器的着陆点初步定在火星北纬低纬度的区域。”中国科学院院士、火星探测器系统顾问叶培建说,着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气,经过气动外形减速、降落伞减速和反推发动机动力减速,最后下降着陆在火星表面,火星车驶离着陆平台,开始火星表面巡视探测。(中国有色金属报)

中科院金属研究所研发出新型可降解镁铜合金

8月16日,由杨柯研究员带领的生物材料研究团队,成功开发出一种具有重大临床价值的新型可降解镁铜二元合金,具有抗菌、促成骨、促血管化等多重生物医学功能,其医学意义已获得国际认可。

镁合金是目前极具临床应用前景的新型医用金属材料。中国科学院金属研究所研发出的镁铜二元合金,既可确保生物安全性和力学支撑作用,又可实现可降解镁合金结构和生物医学功能一体化,有助于解决植入材料在临床中引发的感染等问题,使可降解镁合金发挥更大的临床治疗作用。(中国科学院)

东北大学攻克含钛炉渣综合利用世界难题

从东北大学获悉,该校冶金学院教师张力带领科研团队历时10年攻关,研发出“含钛混合熔渣清洁高效利用关键技术”。该技术同时解决含钛钢渣与含钒钛高炉渣的综合利用,实现了炉渣中钛、铁、钒、氧化钙、磷组分的高效回收,在工业生产中每年可创利润数十亿元。

该技术在后续分离过程中采用的是物理分离的方法,不会产生环境污染,且流程短、成本低、操作简单、无废水产生,具有高效、清洁、环保的特点。(中国有色金属工业协会)

轻质高强耐热镁合金获技术突破

8月7日,上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心吴国华教授主持的国家“863计划”“轻质高强耐热镁合金在飞行器结构件上的应用技术研究”项目,在北京组织召开了验收评审会。国家“863计划”专家组成员及航天一院相关设计师等参加了会议。会议听取了吴国华教授所作的《轻质高强耐热镁合金在飞行器结构件上的应用技术研究》项目研究总结报告。验收专家组一致认为:上海交通大学已按合同的要求完成了全部研究内容,达到了项目书中的各项技术指标要求。提交的技术资料齐全,符合合同规定。专家组一致同意该课题通过验收。

该项目针对可重复使用飞行器减重的迫切需求,开展高强耐热镁合金用于飞行器结构部件铸造的技术攻关。突破了重稀土含量高的高强耐热镁合金延伸率低的瓶颈,攻克了树脂砂型铸造慢速冷却下大型复杂薄壁框架铸件本体组织细化与均匀强韧化等一系列关键技术难关,开发出了稳定的高强耐热镁合金低压砂型精密成型系列技术,并提出了面向铸件产品的力学性能和损伤失效行为的综合分析与评价方法。(中国有色金属报)

4 500m载人深潜器钛合金框架建造及承载试验验收完成

近日,七二五所4 500m载人潜器框架制造及承载试验验收完成,填补了我国深潜器钛合金框架制造领域的空白,为深潜器钛合金框架设计、制造及试验提供了参照标准和依据。

4 500m载人潜水器是国家“863”重点项目,其中框架是整个潜水器的支撑骨架,既要为载人舱、浮力块和各个设备提供安装基座,又要在起吊回收、母船搭载、坐沉海底过程中承受整个潜水器的重量和4500m深度下海水的巨大压力。载人深潜器框架制造是整个项目重要的一环。

钛合金深潜器框架为国内首次研制,框架在工况条件下承受载荷大且复杂,结构焊缝密集、结构刚性低、容易产生焊接变形,故技术指标要求非常严格,所有主体焊缝要求全焊透(包括大量角焊缝),整体结构外形尺寸精度要求严格,既要满足结构焊缝强度,又要控制结构焊接变形。(中国有色金属报)

我國航空航天材料钛铝合金方面取得跨越性突破

日前,南京理工大学陈光教授团队在国家“973”计划等资助下,经长期研究,在新型航空航天材料钛铝合金方面取得跨越性突破。其室温拉伸塑性、屈服强度、高温抗蠕变性能、承温能力等关键性能指标处于国际领先,超过美国同类材料1~2个数量级2016美国奥兰多国际航空航天展览会。

2007年,波音787飞机试飞成功。这种新型飞机可节油20%,氮化物(NOx)排放量减少80%,噪音显著降低,从而引发全球关注。这种飞机发动机由美国通用电气(GE)公司研制,采用Ti-48Al-2Cr-2Nb合金替代镍基高温合金,制造出最后两级低压涡轮叶片。这是钛铝合金首次应用在航空发动机上。(人民网)

我国自主研发18轴双臂机器人在浙江宁波首发

日前,在“第三届中国机器人峰会暨全球海归宁波峰会”上,有一款18轴双臂灵巧协作机器人吸引了大众的目光,这是国内首个自主研发的双臂机器人,也是全球首个18轴双臂机器人,由国家“千人计划”专家甘中学带领团队研发完成。

甘中学团队此次发布的18轴双臂灵巧协作机器人,由2个高精度7自由度手臂和一个4自由度的自主移动平台组成。每个机械手臂重复定位精度高,能够达到0.03mm的重复定位精度,双臂协同定位精度0.1mm,最大臂展能够达到850mm。自主移动平台具有4个自由度和麦克拉姆轮,可以进行任意方向的移动。此款机器人的突破性表现还包括,其机械臂的末端负载可达3kg,移动平台负载可达50kg以上。此外,此款机器人实现了工具末端的智能闭环控制,为实现“人机主动协同工作”提供了技术基础。(中国新闻网)

中钨高新将获注31亿钨和硬质合金资产

7月29日早间,中钨高新披露《发行股份购买资产并募集配套资金暨关联交易报告书》,公司将向湖南有色有限、五矿有色股份、湖南有色资管、禾润利拓非公开发行股份,购买其持有的柿竹园公司100%股权、新田岭公司100%股权、瑶岗仙公司50.02%股权、南硬公司71.22%股权、HP TEC集团100%股权等资产,资产交易价格为313 109.52万元。公司拟以13.75元/股价格发行227 716 011股。

同时,公司拟向不超过10名特定投资者非公开发行股份募集配套资金206 934.21万元,发行股份数量不超过15 049.76万股,发行底价13.75元/股。募资将投入瑶岗仙裕新多金属矿床技术改造项目、新田岭钨矿4500t/D采选改扩建项目、柿竹园柴山钼铋钨多金属矿技术改造项目、南硬公司850t硬质合金棒材提质扩能技术改造项目等。(中国证券报)

稀土院与北航组建“高性能稀土永磁材料研究中心”

在近日由北京航空航天大学与稀土院共同主办的第四届稀土空天材料应用研讨会上,稀土院与北京航空航天大学牵手,共同组建“高性能稀土永磁材料研究中心”。

作为国内最早开展钐钴永磁材料研究的科研机构,稀土院早在20世纪70年代就开始承担航天器配套产品的研发生产任务,并在1992年首次成功应用在长征2号运载火箭上,结束了磁材完全依赖进口的局面。在随后的20多年间,稀土院为我国神舟系列飞船、嫦娥探月卫星及其运载火箭惯性导航系统提供关键制导部件。北京航空航天大学是新中国第一所航空航天高等学府,对钐钴永磁材料在航空航天领域的应用开展了广泛而深入的研究。(包头市政府)

西北铝油罐防爆梯研制成功

西北铝深加工中心铝合金油罐防爆梯研制工作在任务急、制作工序繁琐、焊接部位较多、保证公差尺寸难度较大、打磨抛光耗时较长等实际困难下,经过各单位部门的积极配合和干部职工、工程技术人员的多次试验和调整,克服重重困难,通过不断摸索和共同努力,加班加点,用了近2周的时间,于8月6日研制成功。(中国有色金属报)

攀钢新材料助推我国新型长征系列运载火箭发射

长征七号运载火箭采用了我国具有自主知识产权的2种新型液氧煤油高压补燃发动机,是我国目前近地轨道运载能力最大的火箭,大大提升了中国航天的综合实力。攀长特为我国新一代运载火箭发动机——液氧煤油高压补燃发动机研制了多种新材料。这些材料为液氧煤油高压补燃发动机的顺利研制奠定了坚实基础。

据攀长特技术中心特种不锈钢研究室负责人介绍,S系列低温用钢是液氧煤油航天发动机用钢,为攀长特独家专供品种,主要用于制造我国新一代大推力火箭用发动机内各种重要零部件。这种钢生产技术要求非常高,成分控制难度大。

自1997年起,国家就成立了长征新一代大推力火箭发动机——液氧煤油高压补燃发动机用材料研究项目,研发5种新型材料,攀长特承担了其中3种材料的研发任务。在多年坚持不懈研发进程中,攀长特不断改进技术,优化工艺,使新材料性能持续改善升级,且能稳定供货。(攀枝花日报)

漯河兴茂氯化钛白项目达国际先进水平

8月11日,工业和信息化部专家组对漯河兴茂钛业股份有限公司自主研发的《3万t/a氯化法钛白粉生产工程技术》,进行了科技成果鉴定。鉴定委员会认为,该项目采用多项高新技术、现代化装备和自主研发创新实践,攻克了氯化法钛白生产的诸多技术与设备难题,形成了完整的3万t/a氯化法钛白粉生产线,实现了连续稳定达标生产。项目技术达到国内领先,国际先进水平。并建议加大推广力度,進一步开发高端系列产品。(中国有色金属工业协会)

天津钢管成功热轧3个钛合金新品 填补多项技术空白

近日,天津钢管集团首次成功轧制Φ127×9.19mm钛合金钻杆产品、Φ168×11mm海洋用纯钛管和供舰船用大口径高强度厚壁钛合金气瓶管评价样品,填补了我国钢管行业多项热轧钛合金管的技术空白,提升了公司产品的市场竞争力。

钛合金热轧制成型区别于传统冷加工挤压成型工艺,加工难度大。集团公司前期虽然积累了一些高强高韧钛合金轧制经验,但此次试制除气瓶管产品外,钻杆及海洋用管钢级较低、材料较软,高温轧制难度非常大。技术中心钛合金项目组联合轧管部和三圆管材公司,通过前期数据积累及新产品性能分析,组织专题会对新材料的生产细节进行了深入的讨论,重新制订了轧制及加工计划。面对密集的生产节奏,合理安排,在一天内实现了3个钛合金产品的成功轧制,钢管的几何尺寸、内外表面质量等均达到用户要求。此次轧制成功,为实现多品种多规格钛合金管的生产奠定了坚实基础,同时扩展了钛合金管的应用市场。(中国有色金属工业协会)

忠旺成功轧制出航空用7055板材

2016年8月1日,天津忠旺成功轧制出多个规格航空用7055板材。据悉, 在国内,此板材轧制成功的先例极少。7055牌号的合金元素含量高,成分偏析倾向大、内应力大,轧制过程中变形抗力大,铸造成形困难。

天津忠旺利用先进的生产设备和严格的工艺规范,成功轧制7055板材,为后续生产7055-T7751产品奠定了基础。

据了解,目前国内航空业主要应用的7xxx系铝合金为7075、7050、7150等,强度低于7055铝合金。7055-T7751成品板材的抗拉伸强度达到600MPa级,具有强度与损伤容限的良好优势,其成功生产将为我国大飞机生产打下坚实的材料基础。(中国有色金属报)

国内首个全生态金属3D打印产业基地落户烟台

8月18日,3D打印引领制造业转型升级高峰论坛在烟台开发区举办。在本次论坛上,山东三迪时空三维科技有限公司正式运营,由该公司建设的智能制造科技产业园正稳步推进,标志着一座3D打印“综合体”将落户烟台开发区。根据规划,智能制造科技产业园配套建设有金属3D打印产业研究院、生物3D打印、工业级3D打印机总装中心、人才培训学院、3D智能云平台交易中心和大数据中心等,将打造成为国内首个全生态金属3D打印产业基地。(中国有色金属报)

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