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金属与粉末冶金

时间:2022-03-04 09:47:10 浏览次数:

智利公司称发现稀土矿 将结束中国对稀土的垄断

位于智利的一家名叫生物镧矿业基金公司负责人阿尔博诺兹宣布,在智利康塞普西翁市周边大片松树林覆盖的粘土层中发现了钕和镝等高浓度稀土元素。稀土广泛应用于从IPhone到战斧式导弹等几乎所有高科技产品中,目前全球稀土供应几乎完全被中国垄断。智利发现稀土矿物质,将结束中国对稀土的垄断。

该公司负责人称,中国的矿业公司通常通过在土地里注入硫酸铵来提取稀土,这对土壤环境破坏很大。而生物镧公司的开采计划是先提取粘土,将粘土在生物化学降解罐中进行降解过滤处理后,再将清洁土返补到土壤,然后种植松树和桉树。尽管这一过程很费力,但可以保护土地不受破坏。阿尔博诺兹同时表示,其公司将与苹果公司联合进行绿色开采,由此产生的额外成本,希望由蒂森克虏伯、苹果公司和战斧巡航导弹制造商雷神公司等稀土采购大户支付。(人民网)

德国发明超强记忆新材料 经千万次变形不断裂

德国基尔大学研究人员新发明了一种镍钛铜记忆合金,其变形次数可以达到千万次不会断裂,而通常合金材料变形几千次就会断裂。这一新材料在微电子和光学器件、传感器、医疗器件等众多领域将有广泛的应用前景。

匡特领导的研究小组发明的记忆合金单元是由54个钛原子、34个镍原子以及12个铜原子组成,研究人员在22~87℃下,通过高倍电子显微镜和X光射线检测发现,这种成分组成的记忆合金可以经受千万次的变形而不会出现裂纹。

《科学》杂志评价认为,德国基尔大学的这项发明大大拓宽了记忆合金的应用领域,电磁耦合器、温度传感器、微电子和光学器件、信息存储介质,以及医疗领域中的人工心脏瓣膜等都有广泛应用潜力。(科技日报)

英国莱斯特大学研究开发镁合金板新加工方法

据报道,英国莱斯特大学研究开发出来镁合金板新加工方法,即AZ31镁合金板采用预先轧制加工,然后采用温热压制,并在发表的论文中介绍了相应低倍组织进化和机械性能。

莱斯特大学的论文报告指出,通过预先轧制的预先引入孪晶提高了成核场的数量,并在随后温热压制时,用于动态再结晶,最终形成一个精细完全再结晶的低倍组织,随着温热压制不断增加,更多晶粒再次结晶,基部更加强化,最终达到平均晶粒粒度明显细化,晶粒从31.9μm减少到2μm。

这一研究得出结论是通过预先轧制,然后温热压制,AZ31镁合金板由于晶粒细化展示出来较高的屈服应力和最终应力并且延伸率没有减少。(镁月评-美)

蒂森克虏伯开发新型铝/碳纤维复合式车轮

德国钢企蒂森克虏伯日前宣布,将与车轮制造商Maxion展开合作,开发新型铝/碳纤维材料复合式车轮,使用新材料使车轮重量大幅降低,可用于高端汽车市场。蒂森在汽车零配件、碳纤维以及其他轻材料领域具有多年的经验,而Maxion在车轮制造方面掌握了先进的技术,两者的合作一定可以得到符合市场需求,并且价格合适的优质产品。

铝/碳纤维材料复合式车轮有望将车轮重量在纯铝的基础上降低40%,同时加工性能得到了提高,蒂森与Maxion的联合开发小组将尽量满足客户特殊需求的解决方案。

一些奢侈品牌或者运动品牌汽车如果使用了铝/碳纤维材料复合式车轮,可以使这些汽车在技术与设计上明显区别于其他产品。对蒂森而言,与Maxion展开合作也具有划时代的意义,这将是碳纤维制造技术与车轮制造技术的完美结合,碳纤维材料今后将更多的应用于车轮制造方面。

联合小组将持续展开研究开发进一步提高这种复合式车轮的性能。Maxion还计划导入其首创的液态锻造铝板技术,这种技术可以降低车轮的锻造成本,同时保持性能不变。

Maxion的业务拓展与国际创新部门的副总裁Kai Kronenberg表示,这种铝/碳纤维材料复合式车轮的推出将为轻量汽车市场带来改变,汽车制造商将从中获益,而Maxion在业界的领先地位将进一步得到巩固。除了研发之外,联合小组还将致力于推动新型车轮在汽车制造市场的推广。(中国有色金属报)

科学家揭示新物理机制利用超快热导操控铁磁体的磁化

最近,美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校科学家揭示了一种新的物理机制,科学家可通过这种物理机制用热来操控磁的形成。与传统磁场不同,新机制依赖热能传输,为人们提供了一种在纳米尺度操控磁化作用的新途径。相关论文发表在最近出版的《自然·物理学》上。

据报道,研究人员制作了一种多层的金属自旋阀结构,包含2个磁层和1个传热层。“当热流通过第1层磁性材料时,会产生电子自旋分离。我们的研究就是利用了这一点。利用这种形成磁性双极流的过程,我们能操控第2磁层的方向。”香槟分校材料科学与工程系主任大卫·卡西尔教授说。

通常情况下,用电流通过磁层才能产生自旋转移力矩,他们现证明存在一种用强热流来产生自旋转移力矩的机制,这一机制主要由自旋依赖的塞贝克效应驱动。塞贝克效应是一种热电现象,同一电路中2种不同材料之间的温度差会产生电压。自旋依赖的塞贝克效应则是指在一个铁磁体中自旋电子产生的类似现象。

在金属自旋阀结构中,研究人员用皮秒(万亿分之一秒)激光脉冲制造一种强超快热流,对热自旋转移进行了量化。这种热流达到100GW/m2,持续约50皮秒。“热驱动自旋流的符号和数值可以通过铁磁层的成分和传热层的厚度来控制。”卡西尔说。(科技日报)

悉尼UTS:成功研发镀银新材料 让屋顶在夏季保持清凉

由悉尼科技大学(UTS)的Angus Gentle博士和Geoff Smith教授领导的科研小组成功将市面上多种常见聚酯材料进行混合,并在镀银之后形成新的材质,团队将其描述为“coated polymer stac(镀银的聚合物堆)”。新材质能广泛应用于屋顶建设,最多减少9~12℃的热效应。

团队表示这种全新的材质只吸收3%的入射太阳光,同时在红外线波段中也会进行散热。新材料在工厂安装之后,相比较没有安装的楼顶温度少11℃。(中国有色金属工业协会)

日本东邦钛业提升海绵钛产量

为满足飞机领域日益增加的用钛需求,日本东邦钛公司茅崎分厂在时隔2年半后将设备开工率由原先的55%提高到将近70%。东邦钛公司从4月份就已经开始为提高设备开工率做准备。此前,茅崎分厂由于受飞机制造商库存调整进程缓慢的影响,从2012年后半期就进入了减产阶段,并逐步扩大了减产幅度。

日本东邦钛公司的海绵钛生产基地除了海绵钛产能为9 600t/a的茅崎分厂以外,还有若松分厂,年产能为15 600t。公司首先提高了生产效率较高的若松分厂的设备开工率,从今年1月开始开工率已接近100%,而2014年9月的时候只有40%。(中国有色金属工业协会)

韩国新型超薄材料应用未来智能手机像纸一样折叠

最近,韩国电子技术研究院(KETI)对外宣布正式研发出了目前全世界最灵活的超薄OLED电极材料,这种新型材料的厚度只有0.1mm,比头发丝还要薄,同时可以折叠成任意角度,未来将有希望成为全新的超薄曲面显示屏组成部件。三星的Galaxy S6 Edge和LG G2 Flex都采用了曲面显示屏的设计,而这种曲面设计将更符合人体工程学的设计原理。

据悉,这种新技术是由银纳米线与一种无色的聚酰亚胺融合到OLED面板中,而并不是使用了传统更加容易开裂的氧化铟锡材质。之前,银纳米线并没有被用于曲面OLED显示屏的生产中,主要是因为它们的表面过于粗糙。而通过聚酰亚胺作为衬底后就可以解决这个问题,让后者在通过等离子体通过辐射的方式让表面更加光滑。之前的曲面OLED屏幕最大曲率半径为5mm,而现在新技术则带来了实质性的提升。

韩国电子技术研究所表示,通过这种新型的OLED电极材料,未来智能手机可以像一张纸一样完全折叠起来。目前该项技术已经经过了一些严苛的测试,研究人员表示这种新材料的折叠次数可以超过10万次。如果被应用到智能手机上,在每天折叠100次的情况下,可以连续使用2年。(中国有色金属工业协会)

稀有金属保驾“国防科技工业2025”

国防科工局局长许达哲近日表示,要结合“国防科技工业2025”和国防科技工业军民融合“十三五”规划的编制,推动我国装备升级。航空发动机具有高度复杂和精密的热力机械性能,长时间处于高温、高强度、高腐蚀的最复杂的恶劣环境中,由此,需要采用一些高强度、耐高温、耐低温,质量轻而又有韧性的材料。稀有金属铟、锗、钨、钼、钒和稀土金属都是制造航空材料的重要金属材料。

铟是非常稀缺的稀散金属,可作为金属包复层或与其它金属制成合金,以增强发动机轴承耐腐蚀性。钨是自然界中除了金刚石以外最硬的材料,是各种硬质合金的基础材料,是生产各种高速钢和机床刀具、钻头等关键工具的最佳材料,是生产航空航天零部件的重要工具。具备耐热性和强度的涡轮叶片是钨、镍和铼等稀有金属组成的超合金产品,其中约含6%的钨。

锗是航空航天飞行器中的必备设备红外跟踪仪器的镜头材料,中国和美国是锗的主产国,但长期以来,中国以占世界41%的储量供应世界70%的需求量。对于这种极其稀缺的重要金属,亟需国家收储和民间收储为国家的长远发展做准备。(中国五矿化工进出口商会)

钛合金3D打印技术研究取得进展

中国科学院金属研究所(以下简称“金属所”)沈阳材料科学国家(联合)实验室工程合金研究部与国内医疗机构合作,在钛合金3D打印技术应用于医疗领域取得阶段性成果。其团队利用瑞典Arcam A1型电子束金属熔融快速成型设备制备出具有多孔涂层的钛合金骨盆假体、锁骨假体及肩胛骨假体,所有假体在医疗临床试验中均获得良好效果,这种技术的应用为未来医疗器械的“私人订制”提供了可能。金属所与山东威高骨科材料有限公司合作设计制备出具有骨小梁结构的多孔钛合金颈椎融合器和腰椎融合器,该产品具有兼顾力学性能和生物相容性的特点,是一种治愈颈椎和腰椎疾病的理想产品,目前该产品已获取国家食品药品监督管理局医疗器械质量监督检验中心检验合格报告,相关的临床实验正在开展中。

金属所工程合金部研究人员已在钛合金电子束金属熔融快速成型方面做了大量研究工作,掌握了钛合金3D打印加工的工艺特点,并对钛合金3D产品的组织性能等开展了大量研究。随着钛合金3D打印技术的发展,越来越多的医疗机构和医疗产品企业对其产生了浓厚的兴趣,并对此技术投入大量的人员和资金,目前已有多家医院和医疗产品企业与金属所达成初步的合作意向,其中已有产品进入临床试验阶段。随着3D打印钛合金技术的逐步推广和认可,未来这一技术一定能创造良好的社会效益和丰厚的经济效益。(中国科学院)

非贵金属催化材料研究取得新进展

近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室磁性材料与磁学研究部研究员张志东、副研究员马嵩、王瀚等组成的团队与催化材料研究部研究员苏党生以及中科院宁波材料技术与工程研究所研究员张建团队、中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室彭丽霞共同合作,利用碳包覆钴磁性纳米胶囊结构中缺陷石墨壳层的束缚作用,合成了富含高指数晶面的氧化钴催化剂,在甲烷催化燃烧反应中体现出可替代贵金属钯、铂的潜力。相关结果在线发表在Nature Communications上。

根据已掌握的反应机理,利用新颖的材料合成方法制备富含活性中心的纳米结构,降低关键步骤能垒、提升反应速率,可在较低反应温度和压力下获得较高的反应活性和目标产物选择性。低成本的铁、钴等过渡金属可以合金、氧化物、碳化物等形式存在,这些化合物组成各异、晶相多样,有望通过精确设计在晶体生长阶段实现活性中心的表面富集,使其具有接近或超越贵金属的催化性能。

工业废气和汽车尾气中一般含有C1~C4低碳烃类(甲烷、乙烷、乙烯、丙烷等),与大气颗粒物发生吸附和光、热化学反应后形成二次有机气溶胶,是雾霾中碳质颗粒物的主要来源。该研究通过原位氧化方法将碳包钴纳米颗粒局部破壳,金属钴暴露后发生的剧烈氧化过程导致内核体积膨胀,残留的石墨外壳辅助形成缺陷度较高的氧化钴颗粒。催化反应动力学表明,该催化剂具有转换频率高、表观活化能低的特点,反应速率对氧分压无明显的依赖关系,并在一氧化碳、丙烷、苯系物的完全氧化反应中体现出较高活性。目前,研究人员正利用石墨壳层诱导效应合成其他可变价过渡金属氧化物,并探索其在催化、储能、燃料电池等领域的潜在应用。(中国科学院)

物理所利用稳态强磁场实验装置开展铁基超导材料研究

中国科学院物理研究所研究员邱祥冈课题组杨润利用稳态强磁场实验装置——极低温X射线衍射仪设备(LT-XRD),对铁基超导材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2进行了深入的研究,并取得了进展。

在高温超导机制的探索过程中,电子关联和磁性一直被认为会存在紧密的联系。和铜基超导类似,在最近发现的临界温度TC高达55K的铁基超导中,通过掺杂或压力手段的调制,超导电性会在反铁磁相的边界处出现。但是,在铁基超导的母体中,局域磁性比铜基材料中要强得多。因此,铁磁超导材料是一个研究电子关联、磁性、超导之间相互作用的理想体系。

杨润利用稳态强磁场实验装置中的极低温X射线衍射仪对铁基超导材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2进行了深入的研究。研究发现,除了超导转变,该材料在73K左右表现出一个四方相到坍塌四方相的结构转变,而在坍塌四方相中已经不存在体超导。同时,在坍塌四方相中,电子关联作用减弱,并且自旋涨落被抑制。研究表明,结构转变后,面内的As离子之间形成了较强的As-As键相互作用,进而影响了Fe-As之间的杂化,从而使得体系进入一个非磁性的费米液体行为。该研究成果在《物理评论B》(Physical Review B)发表。

稳态强磁场实验装置中的变温X射线衍射仪能够进行低温、高温下晶体结构的X射线衍射谱测量,其低温范围为15~300K,高温范围为300~1700K,测角仪角度范围为0.1~140°,角度分辨率为1/10 000°。(合肥物质科学研究院)

天津立中新型活塞材料获国家发明专利

天津立中合金集团研制开发的“共晶铝硅合金活塞材料的制备方法”日前获得了国家发明专利。并将推广应用于汽车发动机用活塞制造工艺,此举进一步提升了天津滨海新区的工业自配能力。

据了解,该公司开发生产的这一新型铝硅合金材料,以金属硅、铜米、金属镁、AlNi20、AlV5、AlZr10、重熔铝锭、Al-P中间合金等为原料,通过控制变质工艺,制备得到这种高强度、低热膨胀系数的共晶合金材料。该合金具有高温性能优良、硬度高、耐磨性好等特点,成为高性能车用发动机的理想活塞材料。

天津立中合金以研发制造汽车、摩托车及工业用铸造铝合金为主,注册资本1.5亿元。面对复杂多变的国内外经济形势,立中合金瞄准高端汽车轮毂、发动机、缸体和航空航天用铝市场需求,自主投资建设新型铸造铝合金项目,并获得滨海新区促进经济发展专项资金的支持。(中国有色金属报)

上海电力学院推动稀土高铁铝合金电力电缆技术升级

日前,上海电力学院和广东欣意铝合金电缆有限公司在上海电力学院共同筹建稀土高铁铝合金电力电缆高水平实验室,强势推动稀土高铁铝合金电力电缆的技术升级,助力中国人实现“以铝代铜”之梦。双方还将合作成立上海电院欣意电缆销售有限公司,共同推动稀土高铁铝合金电力电缆的使用。

相关专家告诉笔者,稀土高铁铝合金电缆导体在高延伸性能、高柔韧性能、弯曲性能、低反弹性、抗蠕变性能及产品的连锁铠装特性及环保性能等方面均优于铜电缆。而经济优势更为明显,相同载流量和相同长度下,综合成本比铜电缆降低30%以上,此外稀土高铁铝合金重量轻,弯曲性能好,安装成本相比较铜电缆可节约20%~50%左右。而使用寿命比铜电缆延长至少10年,大大节省二次投资成本。(上海电力学院)

敏凯集团生产全铝车身电动车

近日,由敏实集团投资打造的嘉兴敏凯电动汽车项目正式开工,成为嘉兴首个电动汽车整车生产项目。

敏实集团董事长秦荣华表示,敏实集团此次将在嘉兴生产全球唯一一款全铝车身、质量仅500kg的电动汽车,推向市场后在销售价格方面占有优势,首批电动汽车将着力开启国际市场。电动汽车生产,中国与世界站在同一起跑线上,敏实集团希望该项目能领跑电动汽车“低碳潮”。

敏凯电动汽车项目于2014年11月正式规划启动,项目总投资超过15亿元,预计全部投产后可年产20万辆电动汽车,实现产值约100亿元。(中国有色金属报)

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