本期导读

科学人生

郭征：创新发展 勇于超越

郭征教授是空军军医大学（原第四军医大学）唐都骨科医院院长、骨科主任、全军骨肿瘤研究所所长，已累计发表论文210篇（其中SCI论文72篇），发明专利授权12项。担任中华医学会医学工程学分会数字骨科学组组长、中国医师协会骨科医师分会3D打印专业委员会副主任委员、中国抗癌协会骨肿瘤与骨转移瘤专业委员会副主任委员、中国抗癌协会肉瘤专业委员会骨盆学组组长、全军骨科学会骨肿瘤专业委员会副主任委员。他还是国家重点研发计划项目首席科学家，哈佛大学麻省总医院骨肿瘤研究中心讲座教授。他倡导数字技术（导航、3D打印、机器人）辅助骨肿瘤精准外科治疗理念与植入器械相结合，并于2014年领衔完成世界首例3D打印钛合金个性化锁骨和肩胛骨假体植入手术，开创了3D打印个性化假体临床应用的先河，荣立个人二等功1次、个人三等功4次，获国家科技进步一等奖、军队医疗成果一等奖和陕西省科学技术一等奖各1项，陕西省卫计委授予“三秦最美医生”称号，军队优秀专业技术人才。（封面故事栏目， 第1页）

金属与文明

中西方在铜器和铁器时代的社会矛盾

铜器时代的发达程度对人类文明的早期特征产生了显著影响，以至西方出现了强大的奴隶社会和尖锐的阶级矛盾，而中国未出现奴隶社会和激烈的阶级矛盾。东周末期诸侯国之间的利益冲突导致争战不止，并带来了中国的统一。随后，以融合为特征的中华文明在发达铁器技术支撑下形成了强大的经济能力，进而在鲜有对外扩张战争的条件下以交流、融合的方式实现了巨大的中国版图和大一统的传统。中央集权专制帝国时期中国频发农民起义，激烈的阶级矛盾也推动着朝代的更替，统治阶级与被统治阶级的矛盾成为了社会的主要矛盾。积极逐利特征以及发达铁器技术所支撑的强大军力使西方文明得以借助战争手段不断对外扩张。在基督教广泛传播的范围内，非融合特征导致西方社会演变出了复杂的多政权共生体；由此西方社会不仅推行对非西方族群的征服和盘剥，而且国家和利益集团之间也频发战争。西方的中世纪鲜有农民起义，国家、民族和利益集团之间的矛盾是社会的主要矛盾。（封面故事栏目， 第8页）

文物修复

西汉海昏侯墓出土青铜甬钟的保护修复

青铜甬钟是中国青铜器的一种类型，属于打击乐器，为中国青铜时代盛世典型的礼乐器代表之一。在江西海昏侯墓当中，北藏椁乐器库出土了10 件成编的青铜甬钟，打破了以往出土5件成编的“惯例”。为了进一步研究其考古价值及科学意义，首先需对其予以良好的保护修复。本文结合文物考古、科技分析、文物保护人员共同的智慧，从各自的专业角度出发，相互协商，对海昏侯墓出土的一件青铜甬钟进行金相显微镜、扫描电镜等科技分析，采取“氯离子”检测、清理除锈、整形与焊接、倍半碳酸钠溶液中和、缓释与封护、做旧等保护修复措施，根据所制定的针对性修复方案予以实施，最终取得了良好的效果，同时指出多学科合作对青铜器保护修复工作能够起到科学高效的指导作用，具有重大意义。（热点聚焦栏目， 第15页）

他山之石

POSCO 集团二次电池材料布局

为了确保二次电池材料充足的原料来源，韩国POSCO集团积极开发海外矿产资源和锂盐湖资源，大力推进镍绿色冶炼业务、回收利用废弃二次电池等措施，构建二次电池材料业务的价值链。POSCO化学公司主要负责二次电池材料业务，除了自主开发正负极材料生产技术以外，还在进行产能扩张，并与中国企业联手建厂。通过构建全流程的价值链，二次电池材料业务有望成为POSCO集团长远发展的新动力。（热点聚焦栏目， 第22页）

金属趣话

为何亚军也霸气——银的趣闻 (2)

银是一种重要的贵金属。在上一讲中，我们一起走进了银与病毒细菌的世界，领略了银与细菌的激烈战斗与辉煌战果。那么，银还有哪些值得我们关注的地方呢？在“五金”中排行第二的银经常是十分无奈地“生活”在金的阴影里。但是，亚军也有霸气！现在就让我们来了解一下，银的霸气到底在哪里？既然“金”是老大，那么以以存款、贷款、信托、支付中介等为主要业务的机关，为什么不叫“金行”而叫“银行”呢？“银”是中国历来使用的贵金属货币，它比“铜”贵重，比“金”更接地气，而且“行”比“店”要显得更气派，因而将规模较大的经营货币业务的机构命名称之为“银行”，可以说是实至名归。（知识园地栏目， 第31页）

金属3D打印

3D 打印医用金属植入体

3D打印医疗化产品推动了我国医疗技术不断升级，也是我国进入创新中国和健康中国新时代的标志。本文简述了3D打印医用金属植入物（桡骨、肱骨、胸骨、肋骨、脊椎、髋关节、股骨、膝关节、颅骨及义齿）的应用，涉及人体的四肢骨、躯干骨、颅骨和牙齿。因个体化的量身定制优势，3D打印技术革新了传统手术方式和假体材料加工，也提高了植入体适配率和手术成功率，为患者康复带来希望与福音。（科技前沿栏目， 第42页）

医用金属

临床医用金属植入体及器械

临床医用材料是能够植入到生物体中与生物组织结合并修复的材料，或用于制造临床医用器械的材料。常见的临床医用金属材料包括不锈钢、钛合金、钴合金、锆合金、铝合金、可降解的镁合金和锌合金、形状记忆合金以及其他生物医用金属等。本文从材料属性分类类比到临床医用材料分类的具体涵义，聚焦临床医用金属类型及其相应的临床医用制品和器械，并用直观的视图展示了临床医用合金物化的典型代表，深入浅出描述了金属材料在临床中的应用，对临床医用金属材料的科学普及发挥巨大的作用，为交叉学科从业者进一步优化材料和性能设计奠定坚实的基础。（科技前沿栏目， 第49页）

金属3D打印

3D打印个性化钛合金骨修复假体的前驱探索与临床应用

3D打印在临床中的具体应用发挥了其个体化定制的显著优势，创造了很多国际及国内先例的手术记录，开拓了精准数字化和智能化医疗的新时代。骨肿瘤骨修复重建创新团队基于战争创伤、车祸及病变所致骨缺损的情况，采用个体化和精密化的3D打印技术制备了钛合金假体（遍及人体上肢、躯干和下肢）以及植体周围的骨骼模型（聚乳酸材质），用以规划和细化手术方案，模拟手术操作；钛合金假体完美替补了骨缺损部位，且与周围骨组织紧密贴合。得益于3D打印个体化定制以及高形体匹配度，降低了术后感染风险，提高了愈合率。（科技前沿栏目， 第55页）

高炉炼铁

Zn富集引起的炉况事故及处理实践

福建三宝钢铁有限公司新1#高炉短期休风后出现铁水连续性低物理热、低Si等炉况事故。通过对高炉Zn富集情况进行调查分析，指出长期入炉Zn负荷超标是导致此次炉况事故的主要原因。总结炉况事故处理经验并提出改进措施，措施实施后高炉各项指标均恢复至正常水平，铁水Si含量0.53%、物理热大于1500 ℃。（企业论坛栏目， 第68页）

焦炭冶炼

熔损介质对焦炭气化及反应后强度变化的影响

使用高温气固相反应装置和抗压强度、抗折强度测定装置研究了焦炭与CO2以及水蒸气气化反应及反应前后焦炭的强度变化规律。实验结果表明，焦炭与CO2气化反应温度越高、CO2浓度越大，焦炭熔损速率越快；焦炭熔损率在0～41.68%范围内，抗压强度随气化时间快速下降；焦炭熔损率在>19.56%以后，抗折强度随气化时间快速下降。CO2-水蒸气混合条件下，水蒸气含量较低时，焦炭抗压强度相对于CO2条件下的变化较小，此时增加水蒸气含量对焦炭熔损速率影响较大；水蒸气含量较高时，相同气化时间的焦炭抗压、抗折强度较CO2条件下的大幅度下降。（工艺与装备栏目， 第80页）

钛棒加工

Ti-1023钛合金棒材的组织与性能

Ti-1023钛合金广泛应用于航空航天领域。本文介绍了使用新疆湘润生产的φ650 mm规格Ti-1023钛合金铸锭经“高-低-高-低”工艺进行多火次锻造变形生产φ160 mm规格棒材。对比分析棒材的宏观、微观组织和力学性能，结果表明：棒材宏观呈现均匀模糊晶，显微组织为均匀的两相区加工组织，β基体上均匀分布等轴初生α相；经热处理后，棒材的力学性能、超声波探测均符合相关标准要求。（成果展示栏目，第104页）