金属与粉末冶金

澳大利亚研究人员提升3D打印金属合金强度

近日，澳大利亚墨尔本皇家理工大学研究人员研究发现，利用超声波能够改变3D打印金属合金的微观结构，增强其强度和一致性，该研究有望推動增材制造新技术的发展。

研究人员使用了2种常用合金，钛合金Ti—6Al—4V和镍基高温合金Inconel 625，来演示验证其超声波方法。钛合金Ti—6Al—4V常用于飞机部件和生物植入物，镍基高温合金Inconel 625常用于海洋和石油工业。测试结果表明，与传统的增材制造相比，这些零件的抗拉强度和屈服应力提高了12%。下一步研究人员希望扩大该技术的应用规模，使其适用于不锈钢、铝合金和钴合金等其他金属材料（北方科技信息研究所）

美国利用微生物菌株从消费电子垃圾中回收稀土元素

稀土对国家经济和安全至关重要。为了增加稀土供应，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）领导的一个关键材料研究小组结合材料学与微生物学，开发出一种生物吸附剂材料，通过将微生物包埋在聚合物中，能够从消费电子废物中回收稀土元素。

研究团队开发出一种大肠杆菌生物吸收剂，并将其封装在可渗透的聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶中。所得到的微生物菌珠能够选择性地从工业电子废物原料渗滤液中提取稀土。此外，微生物菌珠可重复使用，其吸附能力在连续9次吸附/解吸循环测试后保持不变。与大多数非稀土金属离子相比，微生物对稀土表现出普遍的吸附偏好，并且表面吸附的稀土可以通过解吸容易地回收，从而实现有效的稀土回收和生物质的循环利用。表面吸附的稀土可通过脱附的方式快速回收，从而实现有效的稀土回收和生物质循环利用。（北方科技信息研究所）

印度研发出3D金属打印设备

印度威普罗3D公司与印度科学学院合作研发出印度首台3D金属打印设备，正在开展标杆分析（Benchmarking）工作。该研发项目由印度重工业部支持。采用的是选区电子束熔化（SEBM）粉末床熔融技术，具有先进的热管理系统、更高的零件密度和更好的机械性能。

威普罗3D公司已明确了3D打印在印航空和国防领域的应用方向，最近在班加罗尔开设了1个3D金属打印体验中心，为客户提供工业增材制造机器的试验平台。（科学技术部）

新加坡开发出用于柔性机器人的新型金属基材料

新加坡国立大学开发出1种新型金属基材料，重量仅为纸的一半，且具有耐火、导电等性能，适用于制造恶劣环境下工作的软体机器人。研究人员采用名为“氧化石墨烯模板合成”的工艺，首先将纤维素纸浸入氧化石墨烯溶液中，再将其浸入由金属离子（例如铂）制成的溶液中，然后将其先后置于800℃的惰性气体（氩气）和500℃的空气中燃烧。最终产品是一块厚度为90μm的金属薄层，由70%的铂和30%的无定形碳（灰分）组成。

采用新材料制成的机器人金属骨架仅为传统折纸机器人的1/3，能耗减少30%，并且可使折纸机器人的工作速度更快。由于具有防火性能，机器人能够耐约800℃的高温燃烧5min。该材料还可充当机器人的天线，在无需外部通信模块的情况下与远程操作员或其他机器人进行通信。（北方科技信息研究所）

芬兰超导体/铁磁器件研究领域获得突破

物理学家们已经证明，通过监测超导器件中产生的电压可以检测铁磁畴壁的运动，这一发现将有助于磁性赛道存储器的应用。研究结果被发表在《物理评论快报》期刊上，其国际研究团队来自于芬兰于韦斯屈莱大学。

近年来，许多研究团队都致力于开发基于电流协助读写磁性信息的磁性存储器。为切换磁化方向，这种系统通常需要加载高电流，而这将影响存储器元件的热稳定性。为减少加热效应，超导材料将发挥重要作用。

研究团队找到了2个基本问题的答案：超导电流是否可以改变磁性状态，以及在这个过程中是否有可能避免电损耗。研究员人员Mihail Silaev解释说：“我们提出的理论描述了超导体如何在典型的超导体/铁磁器件中失去零电阻这一基本特性。这是由所附着的铁磁体中的感应磁化动力学引起的。尽管驱动磁化的力量来自于超导电流，但系统本身会耗散，而且由于磁化动力学产生的电压，原则上无法维持任何数值的超导电流。”（国家工业信息安全发展研究中心）

日本国立材料研究所开发基于金属纳米线的神经形态网络

由日本国立材料研究所领导的国际联合研究小组成功地研制出一个由许多金属纳米线组成的神经形态网络。利用该神经形态网络，研究小组能够产生类似于人类大脑高级功能的电特性，如记忆、学习、遗忘、警觉和恢复平静。研究小组随后阐明了诱发这些电特性的机制。

该国际联合研究小组通过集成大量镀有约1nm厚聚合物（PVP）绝缘层的银（Ag）纳米线，构建了一个复杂的类脑网络。2个纳米线之间的连接处形成一个可变的电阻元件，作用类似于神经元突触。这个纳米线网络包含了大量复杂的相互作用的“突触”，形成了一个“神经形态网络”。当电压被施加到神经形态网络时，电流“挣扎”的寻找电效率最高的途径传输。研究小组测试了电流通过神经形态网络时，电流通路的形成、保留和失活的过程，发现这些过程总是随着进程而波动，类似于人类大脑的记忆、学习和遗忘过程。所观察到的波动时间也类似于大脑变得警觉或恢复平静的过程。神经形态网络模拟的类脑功能是网络中大量“突触”以共同作用的方式形成的，并通过优化进行传输。目前，研究小组正在利用神经形态网络开发一种类似大脑的存储设备。（工业和信息化部电子第一研究所）

力拓开发出具有突破性的车轮用新型铝合金

近日，力拓公司宣布开发出具有突破性的车轮用新型铝合金，其强度显著提升并更具有更可持续。力拓给这种专利合金命名为：Revolution—AlTM，即“变革铝”。5年前，力拓位Arvida研发中心（ARDC），收到一份高难度研发项目的需求，要求开发一种汽车车轮用高强合金，该合金可以降低汽车燃油消耗，提高车辆安全操作性能，同时可以超越40余年以来没有改变的行业标准。

通过力拓研发团队的不懈努力，最终开发出一种全新、经过全面测试的新型车轮用铝合金，命名为Revolution—AlTM（变革铝）。Revolution—AlTM的主要改进之处，在于它比传统的车轮合金A356.2强度提升15%～20%，这意味着车轮减重7%，同时提高燃油效率或增加电池续航里程。更轻、更强的车轮也意味着更好的操控性能以及更少的轮胎磨损。

此外，减重后的车轮，对效率的影响比其它部件更显著，因为轻量化的车轮意味着汽车启动所需的能量更少。Revolution—AlTM的强度意味着，随着制造商越来越多地寻求制造更轻、更省油的车型，这种新合金也可以用于车轮以外的轻型汽车部件。（中国有色金属报）

我国科学家通过实验证明二维单层铜基超导体具有高温超导特性

日前，我国科学家首次通过实验证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性。结合输运和扫描隧道显微学及谱学数据，团队最终发现二维极限下的单层Bi—2212已具备高温超导所需的一切因素。这一结论为高温超导的二维理论模型，和既有高温超导块体材料表面研究的有效性提供了更加坚实的实验基础。在结论之外，该项工作对极不稳定二维材料之研究方法的技术探索亦十分可贵，拓展了有关二维材料研究的视野。该研究成果以研究长文形式在线发表于国际学术期刊《自然》（Nature）杂志主刊。（科学技术部）

我科学家在稀土基础研究领域取得新突破

北京高压科学研究中心丁阳研究员团队选取代表性的元素铈（Ce）作为研究对象，借助高压非弹性共振X射线散射技术直接研究铈金属，取得新突破。

团队成功探测到了铈的未占据4f态在体积坍缩过程中变化。结合理论计算，他们发现4f—5d近藤耦合的微小变化可以很好地描述体积坍缩过程中光谱的重分布，而哈伯德模型中相邻原子间的杂化作用似乎不大。他们的研究首次提供了实验证据，为系统研究稀土材料的体积坍缩现象开辟了一条有希望的新途径。（光明日报）

压力下铜氧化物超导体2D—3D超导态跃变研究获进展

最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室副研究员郭静、博士周亚洲、博士生黄程、研究员孙力玲等与所内及所外的其他研究人员合作，利用高压下电阻和磁化率测量等综合实驗方法对具有强二维特性的最佳掺杂Bi—2212高温超导体进行了系统的研究。

他们首次采用了氧化铜“面内—面间”的高压原位电阻同步测量技术和“电阻—磁化率”一体化高压原位测量技术。这些测量在技术上具有很强的挑战性，在该研究中的成功应用，标志着物理研究所的这类高压超导研究实验测量技术已达到国际最好水平。他们在最佳掺杂的高温超导体奇异金属态中首次观测到了压力诱导的2D—3D超导态跃变的电阻与磁化率特征。分析表明该2D超导转变表现出类似BKT转变的行为。这些结果证明该类超导体中的奇异金属态是由2D特性主导的。这一发现不仅为进一步开展对高温超体的深入研究，为理解超导电性的稳定性与奇异量子态以及赝能隙、反常金属态、掺杂量子相变等的关系提供了重要线索，而且为高温超导机理的突破提供了新的实验依据。（中国科学院）

高效非晶合金析氢反应催化剂研究获进展

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心柳延辉、汪卫华团队近期在非晶合金领域引入材料基因工程理念，发展了独特的高通量实验方法，实现了非晶合金新材料的高效探索，成功研制出铱—镍—钽（Ir—Ni—Ta）高温非晶合金新材料体系。这一新材料体系除了表现出优异的力学性能，也蕴含着丰富的、仍待探索的功能特性。例如，Ir—Ni—Ta非晶合金具有强耐蚀的特点，可在王水中浸泡数月而不被腐蚀。结合Ir元素的催化活性，这一材料体系有望解决以非贵金属为主的合金催化剂在酸性条件下稳定性不足的问题。

该团队开展了Ir—Ni—Ta非晶合金催化性能的研究，该团队博士生王子鉴在研究员柳延辉、汪卫华和西南石油大学副教授葛性波的共同指导下，通过离子束溅射沉积方法制备了Ir25Ni33Ta42非晶合金薄膜，测试了Ir—Ni—Ta这一新材料体系在酸性条件下的析氢反应本证催化活性和稳定性。（中国科学院）

高纯度优质铜材应用于首台国产碳离子治疗系统

近日，中国科学院宣布由中科院近代物理研究所研制的“碳离子治疗系统”获批第3类医疗器械产品注册。这是国内首台自主知识产权碳离子治疗系统，目前安装于甘肃省武威肿瘤医院，将成为精准治疗癌症的新型利刃。高纯度优质铜材为保障该治疗系统的束流精准形成、稳定运转发挥着关键作用。

高纯度优质铜材与碳离子治疗系统——跨界的强强联合与物理实验不同，碳离子治疗系统的离子束能量仅是实验室加速器装置束流能量的60%，真正作用到治疗个体的能量更微小，但因其是直接将离子束作用于人体，一丝一毫的细节都关乎生命。因此，科学家们对治疗系统的精度、可靠性、稳定性和安全性的追求近乎苛刻，对材料也提出了极高的要求。铜作为系统的重要材料，在诸如离子源、磁铁及电源、高频等硬件装置中扮演重要角色。（中国有色金属报）

西北铝为南昌舰提供高精度铝锻件产品

1月12日，中国人民解放军海军055型驱逐舰首舰南昌舰归建入列，标志着中国海军驱逐舰实现由第3代向第4代的跨越。西北铝为南昌舰的“水下之眼”海底声呐系统提供了高精度高质量的铝锻件产品。为满足精密锻件生产需要，西北铝引进了8MN锻压机，为中船重工提供了2种规格近5000件铝锻件产品。（中国有色金属报）

1.5万t动力电池负极专用铜箔项目在陕西凤县开工

深圳达仁集团年产1.5万t动力电池负极专用铜箔项目在陕西凤县开工。该项目采用密闭式生产模式，生产过程零排放，对空气零污染，生产成本降低30%以上，项目全部建成后将形成1.5万t专用铜箔的生产能力。（中国化学与物理电源行业协会）