金属与粉末冶金

科研人员开发出成本更低更环保的稀有金属分离技术

麻省理工学院科研人员开发的新方法更容易地将稀有金属从采矿矿石和回收材料中分離出来，从而有助于解决新能源产业各种必需的短缺。研究人员对称为硫化的化学过程进行了选择性调整，成功地瞄准了混合金属材料中的稀有金属如锂离子电池中的钴并将其分离出来。

该技术允许金属保持固体形式并在不溶解材料的情况下进行分离。研究人员为56种元素制定了处理条件并在15种元素上测试了这些条件。他们在论文中指出，他们的硫化方法可将金属分离的资本成本从混合金属氧化物中降低65%～95%。另外，跟传统的基于液体的分离相比，他们的选择性处理还可减少60%～90%的温室气体排放。（科学技术部）

美国通过电子束粉末床熔融技术制造钼—碳化钛

美国橡树岭国家实验室其研究人员通过电子束粉末床熔融（EB—PBF）技术制造出无裂纹且质地致密的钼—碳化钛。钼—碳化钛是1种能够承受极端温度环境的难熔金属合金，这一研究结果表明了该材料的增材制造可行性。

钼及其合金具有高熔点、高温易氧化和低温脆性的特点，难以通过传统制造工艺进行加工。为克服这些缺点，ORNL研究人员通过机械合金化工艺将钼和碳化钛粉末混合制成钼基复合材料，并采用电子束熔化此混合物，通过控制冷却速度优化了材料性能。试验结果表明，采用机械合金化工艺制备金属基复合材料粉末的方法是可行的，并且由熔融粉末制成的结构可以承受高温，表明钼及其合金可以应用于航空航天和能量转换等应用领域。（北方科技信息研究所）

波音和Titomic合作研究 推动钛在3D打印中的应用

航空航天制造商波音公司已经与拥有Titomic KineticFusion（TKF）3D打印工艺的墨尔本公司Titomic合作，进一步推进空间领域的增材制造。

2家公司将共同推进可持续钛粉在空间系统部件的3D打印中的应用。Titomic公司最近获得了澳大利亚政府提供的232.5万美元的现代制造计划拨款，将利用当地的钛矿资源研发空间飞行器和卫星的部件并使之商业化。（中国有色金属报）

新型铝线抗拉强度提高50%

历经5年的科学技术攻关，中国电力科学研究院有限公司科研人员研制出一种新型铝单线——梯度微结构半硬铝单线。在不降低半硬铝导电性能的前提下，将半硬铝单线的抗拉强度提高50%以上，突破了铝线强度和导电性相互掣肘的技术“瓶颈”。

梯度微结构金属具有强度高且韧性好等优点，在国内外一直是金属材料科学研究的热点。中国电科院依托国家自然科学基金项目“高温和高因变率耦合条件下多级微结构铝导线的失稳机制”，开展机理研究，首次把梯度微结构引入至半硬铝单线中，通过自主研发的高低温预扭转试验平台，成功研制出多级梯度微结构半硬铝单线。多级梯度微结构的半硬铝单线实现了强度与导电性的协同提升，在保证半硬铝单线导电率达到国际退火铜标准（IACS）导电率的62.5%的前提下，在国内外首次突破了半硬铝单线拉伸强度110MPa大关，达到了160MPa。

以档距500m的500kV角钢直线塔为参考依据，在输电线路其他设计参数不变的前提下，铝线强度若提高10%，弧垂可减少9%，铁塔高度可降低1.3m，每基铁塔节约钢材6.5t。据推算，在电力行业，该新型铝单线全面应用后每年可助力铁塔钢材节约650万t、炼钢耗能减排二氧化碳1105万t。（科技日报）

铁基超导Fe（Te，Se）中晶格畴壁缺陷束缚态研究取得进展

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心关于铁基超导Fe（Te，Se）中晶格畴壁缺陷束缚态的研究取得进展。该研究针对近来实验上报道的Fe（Te，Se）中晶格位错导致的一维畴壁（1种线缺陷）的超导准粒子束缚态开展理论研究。研究发现，晶格畴壁的构型及其铁磁基态对形成具有线性色散的一维马约拉纳准粒子具有关键作用，可以解释实验上观测到的晶格畴壁STM成像特征以及近常数态密度的STS谱。以此为基础，研究提出通过操控晶格畴壁的铁磁性来实现马约拉纳零模的产生与融合，并进一步提出理论方案来实现马约拉纳零模的编织操作以期对其非阿贝尔统计性质的证明提供新思路。（中国科学院）

物理所等在FeSi（110）单晶表面金属态研究方面获进展

近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理实验室特聘研究员章一奇与德国慕尼黑工业大学及巴黎高等师范学院研究人员合作，给出了〔硅铁（FeSi）〕（110）单晶表面存在低温金属态的有力实验证据。

研究人员利用类超高真空浮区法生长了高纯度FeSi系列单晶，通过对磁场下变温电输运测量数据分析，他们发现在25K以下FeSi（110）单晶存在1个电子型、高迁移率的表面导电通道，其载流子浓度和迁移率不随温度和微量磁性掺杂改变。研究人员在超高真空环境制备出原子级平整非重构FeSi（110）单晶表面。通过扫描隧道显微镜在原子尺度的结构表征并结合密度泛函理论计算，确定了FeSi（110）具有包含铁—硅原子对的特定截止面。

利用扫描隧道谱对无缺陷FeSi（110）表面在不同温区的电子结构研究表明，低温下该体系在费米能级附近形成宽度约为70meV的非对称能隙结构。值得注意的是，即使在最低测量温度1K下，仍可观测到FeSi体相能隙中的剩余态密度，在紧邻费米能级上下分别存在1个明显的电子态。研究人员利用密度泛函理论对具有特定截止面的FeSi（110）块体进行了能带计算，发现表面对称破缺会诱导产生穿越体相能隙的自旋极化能带。理论计算的表面能隙结构很好地再现非对称性和非零电子态密度这2个特征。然而，FeSi在低温下的表面金属态是否具有拓扑性质，以及是否与新型手性费米子相关需要进一步的实验和理论研究。（中国科学院）

南科大研发新型3D打印高强韧铝合金6588E762-95A6-490F-8E00-665C647C93CE

近日，南方科技大学机械与能源工程系逯文君助理教授团队、德国马普钢铁所Dierk Raabe教授团队和新加坡制造技术研究院Sharon Mui Ling Nai团队在Materials Today联合发表论文，报道了1种通过选择性激光熔化（SLM）和热处理技术制造出的具有前所未有的强度—韧性协同作用的无裂纹7 000系铝合金材料。

研究发现，通过SLM+热处理工艺，使AlZnMgCuScZr铝合金的高强度超过了647Mpa，这是SLM生产的铝合金的高报告值，同时具有约11.6%的可观延展性。具有可调节分级微观结构的高强度的Al7000系列合金的成功制造为设计和微调SLM工艺生产高机械载荷作用下的铝合金部件铺平了道路。（中国有色金属报）

稀土元素钆赋能屏蔽材料 核辐射防护材料有望迎来无铅化时代

日前，中国科学院合肥研究院等离子体物理研究所科研团队取得了1项新进展，有望改变人们对核辐射防护材料的传统认知。该团队研制了1类高性能、无铅化的中子及伽马射线复合屏蔽材料，并围绕材料的屏蔽性能与機制展开了实验研究和模拟计算验证，相关成果发表在核科学技术期刊《核材料与能源》上，并申请了发明专利。

科研人员设计的高性能无铅的表面改性氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯复合屏蔽材料，其防护性能甚至优于我国大科学装置——全超导托卡马克科学实验装置中原有的掺硼聚乙烯准直屏蔽体。通常在人们的印象里，核辐射防护材料往往离不开厚重的铅。例如，医院X射线检查室所用的防护门就是由铅材料制造的。然而，铅的生物学毒性对环境并不友好，使其应用范围受到限制。

中子是电中性粒子，不受库仑力作用，穿透性极强，且在碰撞过程中会产生次级伽马射线，是现代核辐射防护的研究重点。而科学高效的中子屏蔽方案，会在选用高原子序数（原子序数是指元素在周期表中的序号）材料和低原子序数材料的同时，选用中子吸收材料，以进行复合屏蔽。例如常用的由铅、硼、聚乙烯组合而成的铅硼聚乙烯板，就是这种复合屏蔽材料。

铅硼聚乙烯是1种传统的屏蔽材料，其中，聚乙烯具有较高的含氢量，氢原子对快中子具有良好的慢化作用；硼原子能吸收热中子；铅原子除了对具有一定能量的快中子有屏蔽作用外，对伽马射线的屏蔽也特别有效。相比其他核屏蔽材料，铅硼聚乙烯除了具有高效的核屏蔽性能外，还具有质量轻、体积小的特点，已广泛用于核电、核动力、军工、航空、医疗等领域中的核防护。（中国有色金属报）

包头稀土研究院稀土电热材料取得新进展

近日，包头稀土研究院自主研发的铬酸镧热电陶瓷材料应用取得新进展，由该材料制成的测温器件性能达到了国际先进水平。

包头稀土研究院稀土功能材料研究所传感材料研究室高级工程师李静雅表示，该材料是基于稀土镧元素在电热材料行业的应用，制备出的铬酸镧热电陶瓷材料。现阶段，包头稀土研究院已具备制粉的核心关键技术以及成熟的粉体制备工艺。团队通过在新材料中添加不同稀土元素，提高了整体热电性能，使其能够用于蓝宝石焊接，玄武岩拉丝漏板等超高温环境下的温度测量。

此外，由铬酸镧热电陶瓷材料制备的测温器件与铂、铑等贵金属制作的测温元件相比，具有良好的稳定性，耐高温、抗腐蚀，制备工艺简单，价格低廉；制成的测温元件应用范围很广，从室温到1800℃的温度范围内都可正常使用。（中国有色金属报）

稀土钛材正在迈向产业化

日前，位于上海交通大学包头新材料产业园内的包头嘉泰金属科技有限公司（以下简称“嘉泰金属”）已通过自主研制设备，成功研制出国内唯一的直径0.05mm钛合金超细丝材。目前，嘉泰金属针对航天、航空、核电、医疗器械、船舶等领域对高性能稀有金属、特钢、金属基复合材料等方面的迫切需求开展产业化发展。公司现设计产能为500t，已有特种熔炼、等温锻造、精密铸造、超细丝材加工4条生产线或外协生产线。（中国有色金属报）

宝钛集团镍材料公司研制出船舶用白铜合金带卷

近日，宝钛集团镍材料公司成功研制出应用于船舶制造的宽幅1m、单重4t的白铜合金（BFe30—1—1）带卷，正式开启了高端白铜合金带卷国产化应用进程。

为改变白铜带材依赖进口的现状，宝钛集团结合国内某船舶研究所对该材料的需求，技术人员在《高品质BFe30—1—1板材研制》科研成果基础上，运用多年的研究经验，经过反复论证与谨慎推演，结合3T电渣重熔炉升级改造后真空感应熔炼、电渣重熔双联法工艺的优势，经过一系列的技术攻关，突破了单重5t的白铜合金铸锭的成分偏析、疏松、夹杂及皮下气孔等缺陷难题。本次制备的白铜带卷各项性能等远高于GB/T2059—2017标准规定，达到船舶用料的特殊要求。（中国有色金属报）

云海金属建设镁铝合金生产基地

南京云海特种金属股份有限公司（以下简称“南京云海金属公司”）与重庆万盛经济技术开发区（以下简称“万盛经开区”）签订项目投资协议，将建设高性能轻量镁铝合金生产基地暨镁铝合金创新研发中心项目。

按照协议，南京云海金属公司计划总投资10亿元，在平山产业园区平山组团新建高性能轻量镁铝合金生产基地暨镁铝合金创新研发中心。该项目计划2022年4月开工建设，2023年10月底前竣工投产。（中国有色金属报）

青海省首个铝合金车轮智能制造项目成功签约

青海省大通县北川工业园区、中铝青海分公司、南京邦舜精密机械科技有限公司签订了项目投资协议，南京邦舜精密机械科技有限公司将投资1亿元，在大通北川工业园区建设百万只铝合金车轮智能制造项目，项目建成达产后，可实现年销售收入10亿元以上。该项目将是青海省首个铝合金车轮项目，全部采用南京邦瞬精密机械科技有限公司自主知识产权，实现全自动智能化生产，其首条生产线于2021年12月底建成。（人民日报）6588E762-95A6-490F-8E00-665C647C93CE