金属与粉末冶金

近红外稀土材料可用于免疫治疗

美国斯坦福大学Hongjie Dai团队的一项最新研究表明，使用超亮近红外IIb（NIR—IIb）稀土纳米颗粒进行体内分子成像用于免疫疗法。相关论文2019年9月30日在线发表在《自然—生物技术》。

研究人员开发出具有生物相容性的立方相（α相）—基稀土纳米粒子（ErNPs）用于小鼠癌症免疫疗法中的动态成像，在大约1600nm处观察到明亮的下转换发光光谱。研究人员使用带有抗PD—L1（細胞程式死亡—配体1）抗体的交联亲水聚合物层功能化的ErNPs在结肠癌小鼠模型中对PD—L1进行分子成像，发现肿瘤信号与正常组织信号比约为40。利用ErNPs的发光寿命长（约4.6μms）的特点，可实现在1600nm窗口内ErNPs和硫化铅量子点同时成像。

在肿瘤微环境中，通过PD—L1和CD8（白细胞分化抗原的一种）的体内NIR—IIb分子成像发现了对免疫疗法有响应的细胞毒性T淋巴细胞，并且由于免疫激活改变了肿瘤和脾脏中的CD8信号。交联的功能化层可在2周内促进90%的ErNP排出体外，并且在小鼠中没有检测到毒性。

据了解，NIR—IIb（1500～1700nm）窗口是哺乳动物深层组织光学成像的理想选择，但一度缺少明亮且生物相容的探针。（中国稀土行业协会）

韩国正扩大导电线领域铝的应用

韩国电线制造企业正在电缆导线上持续扩大铝合金的使用，以逐步替代传统的电解铜材料。与铜相比，尽管铝的导电性略差，但价格却便宜3倍以上，而且安全性相对较高。在传统电线和电缆的制造上，通常是将电解铜作为原料使用，但目前为了将铝作为导体使用，韩国电线产业正在积极开展相关的研究。

在韩国电线领域，作为铜线的竞争材料，铝线所占的比重达到了65%。即使部分替代了铜线，2种金属材料在其他领域的竞争也是如火如荼。

业内对于铝合金导体的应用研究仍在进行之中，这主要归因于其突出的价格优势和轻量化效果。近期，韩国LS电缆株式会社成功开发了高速铁道专用的“刚性杆”（Rigid Bar）。此次开发的刚体电车轨道线是采用铝杆替代铜线，进行供电的系统。采用刚体电车轨道线，不仅可以实现轻量化的效果，而且无需支撑电车线的悬缆、电缆挂钩等附属附件，从而大幅缩减隧道的尺寸。（中国有色金属报）

东风—41用上“重庆造”铝材

在庆祝新中国成立70周年阅兵式上，多款受阅的“明星武器”都有“重庆造”元素——由中铝西南铝进行铝材装备配套。

据中铝西南铝相关人士介绍，此次阅兵式上亮相的武器里，东风—17、巨浪—2、长剑—100等多款“明星武器”由中铝西南铝提供部分产品配套。其中，东风—41洲际战略核导弹就装备了中铝西南铝生产的铝锂合金产品。

“铝锂合金材料具有密度低、弹性模量高、耐腐蚀、焊接性能好等多种优异性能。”中铝西南铝负责人表示，该产品在航空航天等领域有着广阔的应用前景，但由于技术要求高、生产难度大，此前只有少数国家能够生产。

为保障国家重大工程项目建设需求，中铝西南铝开展自主创新攻关，终成功解决铝锂合金材料室温塑性差、加工性能差等一系列“卡脖子”难题，摸索出一套获得高质量铝锂合金产品的关键核心加工技术，扭转了先进铝锂合金材料长期依赖进口的被动局面。（重庆日报）

我国科学家在单层铁磁材料GdAg2中发现外尔节线

自旋电子学器件的发展在一定程度上依赖于磁性材料的发展。在2017年，科学家首次在实验上获得了二维铁磁材料，引发了该领域的研究热潮，但是实现拓扑性的二维铁磁材料仍面临较大挑战。

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心与北京理工大学以及日本广岛大学的研究人员合作，利用同步辐射角分辨光电子能谱并结合理论计算，在单原子层的铁磁材料GdAg2（Tc≈85K）中发现了自旋极化的外尔节线。通过深入的分析，他们发现这些外尔节线受到晶体对称性的保护，因此具有很好的稳定性。另外，单层GdAg2中的某些外尔节线会随着磁化方向的不同而选择性地打开能隙。该研究为二维铁磁材料在纳米微电子器件中应用奠定了重要基础。（中科院大连化学物理研究所）

西安交大单智伟团队探秘镁的位错行为

西安交通大学材料科学与工程学院单智伟及其团队最新研究成果——“锥面位错可主导亚微米金属镁的大塑性变形”成功刊发于国际顶级学术期刊《科学》。相比于传统的金属材料，镁却有一个难以克服的“软肋”——塑性较差，这使得型材和零件的变形加工困难，工艺成本高，从而严重制约了镁作为结构材料的广泛应用。

研究团队选取合适的加载方向来消除其它位错的干扰，采用梯度样品设计来解决捕捉和表征单根位错难的问题，然后运用三维图像重构技术来解决位错滑移面不易确定的难题，并通过对比力学曲线的方式澄清了电子束影响的问题。得益于这些有针对性的实验设计，研究团队以令人信服的结果，证明了最起码对亚微米尺度的纯镁而言，各种类型的锥面位错（刃、螺、混合型）不仅可以滑移，而且可以导致非常大的塑性变形。与块体材料相比，微纳米样品呈现出更高的屈服强度和流变应力。

据此，研究团队推测，高应力促进了锥面位错的形核和滑移，进而提高了测试样品的塑性。通过进一步深入分析，研究人员不仅确定了位错的滑移面，而且还清晰地观察到锥面位错的交滑移、位错偶极子的形成以及位错往复运动等此前尚未报道过的重要现象。（西安交通大学）

高熵合金强与韧兼得的奥秘破解

近日，浙江大学研究人员与国内外合作者，揭示了高熵合金中晶格调控力学性能的特殊机制。相关论文在线刊登于《自然》。

研究人员表示，与传统的界面调控（包括晶界、相界、第二相界面等）以及团簇等精细结构调控相比，高熵合金中独特的浓度波调控极精细并具有连续性，是一种可控和高效的材料强韧化方法。

浙江大学电子显微镜中心教授余倩课题组首先通过原子尺度的元素分布表征，揭示了高熵合金多种元素如何固溶在一起的重要疑问。“我们发现了高熵合金中独特的浓度波起伏，相比于传统固溶体合金中在晶格尺度趋于平直的元素浓度波起伏，高熵合金浓度在晶格间25%到15%的震荡，会带来纳米尺度晶格阻力的震荡和局域层错能的变化。”余倩说。紧接着，通过在保证完全固溶的前提下增加元素间电负性和原子大小的差距，研究人员制备了纳米尺度各种元素浓度起伏在60%到0之间的CrFeCoNiPd合金。

在高倍电镜的放大下，研究人员看到，普通材料的位错线是沿着固定的滑移带像一线潮那样奔涌向前，但是CrFeCoNiPd合金中，位错线却走得“磕磕绊绊”。科研人员把这样的位错移动称为交滑移，位错不沿着原有的晶面走，而是选择了另一个晶面。这样，位错之间的相互作用就会增加，提供了更多变形的可能，同时也“呼唤”更强的外力来推动位错往前走。（中国科学报）

国家重点研发计划“高性能桥梁用钢”项目取得重要进展

近日，科技部高技术研究发展中心“重点基础材料技术提升与产业化”重点专项管理办公室在上海组织了国家重点研发计划“高性能桥梁用钢”项目的中期检查，项目实施顺利，取得重要进展，超额完成项目研究任务。

该项目围绕任务书目标，开展了690MPa级桥梁钢、420MPa级耐候桥梁钢、2000MPa级桥索钢、12.9级抗延迟断裂耐候螺栓钢的材料机理、制造关键技术、配套焊接材料与焊接工艺、服役性能评价、结构设计等方面的研发工作。

4种关键材料的成功开发，解决了多年来我国桥梁钢发展中存在的关键技术难题，形成了体系完整、批量质量稳定的高性能桥梁钢生产能力，提升了我国桥梁制造行业竞争力。（科技部）

内蒙古打破高端铝产业链技术瓶颈

由内蒙古中拓铝业研发团队研制的自主知识产权电子铝箔光箔生产线实现多批量生产。产品投放市场后，用户采用后认为完全可以替代进口产品。这标志着内蒙古具有高附加值的电子铝箔产业链瓶颈终于被打破。

电子铝箔行业的产业链，首先是从铝锭中提炼出高纯铝，高纯铝通过熔铸、热轧、冷轧及热处理等工序加工成为电子铝箔光箔，光箔经腐蚀化成生产成用于铝电解电容器的电极箔。

2009年10月，中拓铝业研发团队正式成立，开始了漫长的攻坚之旅。从自己设计图纸到自己研发设备，研发团队经过10年不懈努力，终于突破核心技术壁垒，摆脱了国外技术封锁。第一卷长10 000m、宽500mm、厚0.1mm的低压电子铝箔光箔问世，为了保证产品质量的稳定性，中试实验于今年更新了部分设备、继续改进生产工艺，最终低压电子铝箔光箔实现量产。（科技日报）

首钢耐火耐候钢成功应用于滑雪大跳台项目

日前，首钢承接的2022年北京冬奥会滑雪大跳台裁判室完成安装，由首钢研发的SQ345FRW、Q345GJDZ25钢板及配套焊材、螺栓保质保量如期交货，确保了滑雪大跳台项目高标准、高质量、高效率建设。

首钢滑雪大跳台是2022年冬奥会北京赛区唯一的雪上比赛场地，是世界首例永久保留和使用的滑雪大跳台场地。大跳台裁判室这种人群密集场所使用的钢材，在具有耐腐蚀性能的同时，还对机械性能、焊接性能和耐火耐候性提出了极高要求，以保障主体材料有充足的支撑时间来确保人流疏散。

在80mm厚规格Q345GJDZ25钢板生产过程中，首钢技术研究院研发团队经过多次论证与现场试验，采取合金烘烤、钢坯保温等措施，提高了钢板的探伤合格率；通过降低精轧过程变形温度来实现位错强化，保证了钢板的强度；在生产中精确调整各项温度参数，优化合金成分体系设计，调整钢板入水温度与终冷温度，保证了钢板的强度和平整度。（中国冶金报）

宝钛紧固件用TC4钛合金大单重盘圆线坯单重突破150kg

近日，宝钛集团公司线材厂紧固件用单重150kg的TC4钛合金大单重盘圆线坯轧制成功，为弥补国产钛紧固件短板打下了坚实基础。

目前，航空紧固件生产厂家为了确保紧固件尺寸、质量一致性，生产用丝材常采用进口大单重盘圆丝材。而国内钛合金航空紧固件用盘圆丝材质量仅10～20kg，无法满足航空紧固件大单重要求。

项目组经过半年多技术攻关、设备论证、结合宝钛研究院热模拟实验验证轧制应变速率与温升关系，不断优化孔型和导卫系统，克服坯料咬入困难、轧制弯头、表面质量、轧线速度精准匹配等诸多难题。项目组采用线材厂钛及钛合金热连轧生产线，通过计算机实现控温控速轧制，成功轧制出了TC4单重150kg規格Φ8.0mm的大单重线坯盘圆。生产的大单重线坯头、中、尾组织一致性高，表面质量良好，紧固件用丝材单重达到国际水平，为我国紧固件用TC4钛合金大单重盘圆线材研制奠定了坚实的基础。（中国有色金属报）

泡沫镁合金已完成研发有望投入量产

陕西省榆林市莹宇电子科技有限公司利用镁研发出一种泡沫金属材料“泡沫镁合金”。泡沫金属生产方式主要是熔体发泡法，以泡沫铝为主，由于镁合金熔点低，难成形，泡沫镁合金的理论文献较少。

泡沫镁合金具有几种特性不可以替代：泡沫镁合金材料的阻尼、减震、吸能特性在材料领域具有不可替代性，不像镁合金轮毂、镁合金方向盘铝材或者钢材可以替代；泡沫镁合金材料的消音特性不可替代；泡沫镁合金轻量化不可以替代。

泡沫镁合金阻尼减震是泡沫铝的10～20倍，密度小，密度是镁合金的0.1～0.4倍。高阻尼减震性能及抗击能量吸收率：阻尼减震是镁合金的10～20倍。孔隙率为80%的泡沫镁合金发生50%的变形时，理论上可吸收10MJ/m3以上的能量。良好的吸声性能：声波频率在125～4000HZ之间时，通过泡沫镁合金的吸声系数最大可达10，其倍频程平均吸收系数超过0.6。优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6～1.8GHZ之间，泡沫镁合金的屏蔽量可达80～120Db。良好的热学性能：通孔泡沫镁合金由于其孔洞相连孔隙率80%，在强制对流条件下具有良好的散热性能。

泡沫镁合金作为一种新型多功能材料，具有重量轻、比刚度高、吸声隔音、隔热、防震、耐冲击及优良的电学性能和可回收性等特点，在海陆空武器装备及民用等领域具有巨大的应用前景。（中国有色金属报）