金属与粉末冶金

美国资助从煤回收稀土金属项目

美国能源部已经选择3个项目进行资助，试图从国内的煤炭及其副产品中有效地回收稀土金属元素。这项总金额为300万美元的资助计划主要用于实验室试验，并准备进行从试验到商业生产的技术设计。

其中，约100万美元资助埃基诺克斯化工集团及其合作伙伴，从肯塔基州东部的选煤厂购买副产品作为稀土金属原料。第一阶段设计考虑从选煤厂副产品回收和销售煤作为额外收入来源。

另外，美国能源部宣布，还有395万美元资助3个新领域来加快稀土金属的分离和提取。这项计划选择的项目主要集中在技术、环境和经济方面，宗旨是加快实现美国煤炭及其副产品的稀土金属元素回收。这项计划最多将资助8个项目。（中国有色金属报）

俄罗斯科学家研制出生产碳化铪的新技术

俄罗斯科学院西伯利亚分院布德克尔核物理研究所与固体化学和力学化学研究所的研究人员联合研制出了制造碳化铪的新技术。这种新的制造技术高效、廉价，生产出的碳化铪质量高。

科学家首先把铪和碳放在球磨机中旋转，研磨成粉末，进行同步辐射的X射线衍射，然后通过电子束焊接方法进行定向电子束加热，温度至3 953℃时粉末开始熔化，整个熔化过程仅耗时2min，而使用传统技术生产碳化铪则需要十几个小时，生产出的碳化铪还有空隙。研究人员指出，使用这种新技术还可以生产钽、钨、钼等高熔点基金属的化合物。碳化铪具有高弹性系数、良好的电热传导性、较小的热膨胀系数以及很好的耐冲击性能，适用于制造火箭喷嘴和机翼前沿等重要部件，主要应用于航天航空、工业陶瓷等领域，在喷管、耐高温内衬、电弧或电解用电极方面也有重要应用。（科技部）

美国国家实验室开发出变革性金属3D打印技术

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的团队研究人员近期对外宣布，已研发出一种新型、更快速的金属3D打印技术——基于二极管的增材制造（DiAM）技术，该技术的研发得益于之前为国家点火装置（NIF）而研发的光寻址光阀（OALV）技术，可实现“迄今最快”的金属部件的3D打印。

DiAM这种新的3D打印技术利用“大功率激光二极管阵列”结合为NIF研制的激光调制器能够“瞬间打印”整层金属粉末。与大多数选择性激光熔融（SLM）打印机所采用的光栅扫描法相比，该技术能够实现更快的增材制造速度。

研究人员还表示，该技术非常适合打印大型金属物体，且比现有SLM 3D打印系统具备更好的设计灵活度。

通过缩减打印时间以及提升性能，该技术能够变革金属增材制造技术。与传统SLM工艺相比，通过采用混合激光光源以及选取适当地光学放大倍率，打印速度可提高200倍。且由于可以只在需要照射的地方照射激光，逐层打印还能够减少3D打印金属部件的残余应力。

新的金属3D打印技术的领先之处在于其采用了光寻址光阀（OALV）技术——一种使用液晶单元和光电导晶体定制的激光调制器。OALV最初被研制用于NIF的通过精确调整辐射分布的激光能量调节（LEOPARD）系统，可用于“动态雕刻”——基于预编程图像轮廓（即3D模型）的大功率激光照射。

应用这种方法的装置类似于液晶投影仪，区别在于它是无像素的，因此可以使用更高功率的激光。前LLNL研究员James DeMuth发现了这项用于NIF的OALV技术可以应用于3D打印领域。（北方科技信息研究所）

俄日科学家合成世界首例量子金属

由俄罗斯远东联邦大学、俄罗斯科学院远东分院的科学家与日本东京大学的同行组成的国际研究团队近日合成了世界上首例量子金属。远东联邦大学发布消息称，这种新材料具有以多晶硅为衬底的双层铊原子结构，当温度低于-272℃时，变为超导材料。

据该项研究专家介绍，三十多年来，关于二维电子系统（二维金属）温度接近绝对零度时的行为（是否仍然是金属态以及是否会传导电流）的学术争论一刻也没有停歇过。通过观察这种非正常的物质状态，将使科学家对解决正常金属存在于2个维度状态的可能性这一基础科学的根本问题产生兴趣。

实验表明，二维系统在转变为绝缘體或超导体的同时，仍可保持正常的金属态。这种不寻常的状态被称为量子金属或玻色金属。研究人员将继续对这种合成材料的电子特性进行深入研究。（科技部）

美国空军实验室正在开发飞机用液态金属天线技术

美国空军实验室（AFRL）正在开发一种液态金属天线，可以精简飞机上的通信设备。因为不同的任务需求，飞机上常常需要配装八、九种适用不同频率的天线。AFRL研制了一种内部填充液态金属的通道系统，可以根据所需的频率和方向进行重新配置天线，并在70MHz到7GHz的频率范围内间进行了测试。使用的液态金属为镓，其熔点为30℃，通过添加铟等其他金属形成合金，可使熔点降到-28℃。这种通道系统可以采用柔性结构进行集成，形成柔性混合电子系统。目前的测试和试验是在实验室内进行的，下一步计划在无人机上进行试验。研究人员认为这种液态天线技术可在7～10年内获得应用。（中国航空工业发展研究中心）

GE建设世界上最大的激光粉3D打印机

美国GE已经宣布计划建造世界上最大的激光粉末添加剂制造机。该设备由GE子公司GE Additive研发，使用激光模制金属粉末，并能够构建测高达1m3的零件。

目前的3D打印更容易地打印出玩具、食品、鞋子、假肢，甚至整个建筑物，但是，大多数是通过喷嘴喷射塑料或其他液体建筑材料制成，而GE Additive的设备则使用一种称为激光添加剂制造的系统。

美国宇航局等组织已经使用这种技术制造火箭部件，这种技术涉及将激光束指向一层粉末状金属，将其熔合在一起。这可以有效地在粉末中塑造所需的形状，GE表示该系统几乎可以形成任何形状的金属部件。

GE没有详细说明对象各项功能的分辨率，或者打印速度有多快， 该机器的早期版本将在年底前提供给合作公司，在2018年的某个时候正式投入使用。（中国有色金属报）

Prodways研发出最新金属3D打印技术——快速增材锻造

法国3D打印机制造商Prodways是GroupeGorgé旗下一家非常成功的子公司。最近，该公司宣布即将展示其最新的金属3D打印技术——快速增材锻造。该技术可打印大型钛零件，可能会对航空航天领域产生重大影响。

Prodways已经为其新的RAF技术提交了专利申请。该技术是与Groupe Gorgé的另一家子公司Commercy Robotique合作开发的。Commercy Robotique专门从事机器人焊接，已经有40多年的历史。

Prodways为其新RAF工艺开发的3D打印机利用一个机器人，机器人配备有一个头来将熔融金属沉积到一个惰性气体环境中。该工艺采用一种独特的金属沉积技术，重点关注工艺重复性和冶金质量，并且几小时就能3D打印好一个零件。打印机会快速制造好钛坯，其几何结构与最终部件相似。随后，钛坯会被精加工。

Prodways已经在不同的金属上测试了RAF工艺，但会特别用它来3D打印钛。多家航空领域的公司认为Prodways的新RAF技术可应用于目前飞机上使用的近50%的钛零件，这样能节省高达50%的零件生产成本。

对用RAF工艺打印的不同零件进行的第一次冶金测试表明，与典型的金属3D打印工艺，如激光或电子束烧结相比，RAF工艺能实现更大的机械阻力和更高的无孔隙率。

Prodways的第3代原型机能打印尺寸超过70cm的零件，目前该公司正在开发下一个版本，最大可打印2m的零件。Prodways表示，他们的新工艺已经引起了几家顶尖工业集团的关注。随着技术的开发，他们也将提供定期更新。（深圳市3D打印协会）

加拿大公司为航空航天供应商提供超大型钛合金转底锻造加热炉

近日，加拿大加英炉国际有限公司受北美某航空航天供应商的委托定制一台直径约11m的盘式转底加热炉。该炉将被应用于生产大型固定翼飞机的钛基和镍基合金闭模结构锻件。

转底加热炉利用外部驱动器驱动将坯料直接输送到加热炉加热区域从而实现持续作业，这是加热多尺寸坯料的可靠方式。该加热炉具备先进的低NOx燃烧系统，能够满足最严格的环境和温度均匀性要求。特殊的双门设计为客户在现有的工厂布局中进行锻压操作提供了很高的灵活性。开放式的炉床构造可以进行灵活装载和均匀加热。该加热炉整合了低收缩率的陶瓷纤维内衬以及特制的旋转炉床驱动系统和密封系统，能够在全天候持续作业条件下处理约113.5t坯料，并符合AMS2750E中的热性能要求，预计于2017年第3季度在美国投入使用。

在此前，该公司还与韦伯金属公司签约，将为计划于2017年底启动的6万t级锻压机项目提供用于加热钛和合金坯料的环形加热炉，项目总投资1.7亿美元。该锻压机是美国最大的航空锻压设备，将为包括空中客车公司和波音公司在内的商用航空航天项目生产超大型镍基及钛基合金零件。（北方科技信息研究所）

GKN航宇公司开发大型钛合金部件的激光金属沉积工艺

GKN航宇公司与美国能源部的橡树岭国家实验室（ORNL）签订了一份为期5年的研究协议，将合作开展增材制造（AM）技术研究。通过此次合作，他们将开发一种名为“线材激光金属沉积（LMD-w）”的增材制造工艺，从而更加有效地生产高质量的大型钛合金航空航天部件。

该工艺利用安装在机器人臂上的激光器将钛基材表面熔化，局部形成熔池，然后将钛丝放置其中形成钛珠。先进的机器人控制器沿着3D路径操纵该熔池，根据计算机辅助设计（CAD）模型的定义排列钛珠，从而制造出大型近净成形或净成形航空预制件。

与其他金属沉积工艺相比，LMD-w具有几大优势：首先，能够调节激光的能量和送丝速率，从而使用户可以选择沉积速率和控制材料性能。其次，LMD-w工艺中所采用的线材原料能够被熔池完全消耗，与粉末沉积相比，更加充分地利用了材料。与产生大量废料的减材制造工艺相比，LMD-w工艺仅在需要的地方放置材料，从而减少了废料，降低了成本。此外，LMD-w还能够实现减材工艺所不可能实现的设计。

GKN增材制造技术中心经理表示，LMD-w工藝近期有望用于制造大型航空钛合金整体部件，例如机翼翼梁、隔板和框架。目前，这些部件主要由锻造或板状材料加工而成。（北方科技信息研究所）

金属所在铁电异质界面发现极化巨大增强现象

铁电材料由于具有铁电、介电、压电、热释电等丰富的物理性能，被广泛应用于非易失性铁电存储器、电容器、制动器、热释电探测器等电子器件中。为满足电子器件小型化的发展需求，铁电体需要以低维薄膜的形式集成到电子器件中。但是，随着薄膜厚度的减小，在异质界面去极化场的作用下，铁电极化会显著降低甚至消失，如何保持甚至增强超薄铁电体的极化是该领域长期以来面临的基础性科学难题。

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室固体原子像研究部的界面结构研究团队长期致力于材料基础科学问题的电子显微学研究，经过多年的学术积累，近来他们在解决上述科学难题方面取得新进展。研究员马秀良、朱银莲和博士刘颖等人提出充分利用异质界面两侧不同的自由度，构筑在界面处同时具有化学价态不连续与铁电极化不连续的PbTiO3/BiFeO3异质薄膜体系。利用具有原子尺度分辨能力的像差校正电子显微术，发现在具有头对尾极化特征的界面附近，铁电PbTiO3中存在约～8%的面外晶格拉长现象，并伴随104%，107%以及39%的Ti，O1和O2离子位移（δTi，δO1，δO2）增加。这意味着相比块体材料，薄膜PbTiO3在PbTiO3/BiFeO3异质界面处有高达70%的极化增强。同时，BiFeO3中的极化也比块体值显著增强。基于电子能量损失谱、X射线光电子谱以及第一性原理计算，他们提出异质界面极化巨大增强的电荷传递新机制并证实在上述构筑理念下极化巨大增强现象的普遍性。该研究结果不仅为探索新型铁电界面效应提供了新途径，也为破解铁电超薄薄膜极化降低的科学难题提供了崭新的思路，对纳米铁电器件的发展具有重要意义。（中国科学院）

中通全铝车身厢式纯电物流车正式下线

由中通客车自主研发生产的全铝车身厢式纯电物流车LCK5045XXYEV6已于日前在中通“轻舟”生产基地正式下線。据悉，该车是中通客车专门面向城市物流行业打造的一款新一代纯电动物流车，车身长6m，整备质量2.9t，最大总质量4.5t，装载空间13.5m3，每公里耗电量仅为0.25kWh。

与目前市场上大同小异的物流车相比，LCK5045XXYEV6从出生便有着自己独特的“烙印”。首先，其拥有着全铝车身构架，是中通客车在纯电动物流车领域进行的全新尝试，全铝车身的设计，最大限度地降低了全车整备质量，实现了车身的轻量化，保证了节能效果。其次，配以全承载式桁架及高强度汽车大梁钢焊接，有效提升了车架的承载能力，保证了车身骨架运行的稳定性。

在设计过程中，LCK5045XXYEV6秉承合理的设计理念和装配工艺，将包括桁架结构、各预埋件、电器件、底盘件、管线布置、内外饰等零部件以及车身结构在内的全部设计都在三维中预装配合、模拟检验，避免了在二维设计中不易发现的各种干涉问题，有效保证了车身的各个部件完美契合车身骨架结构，提升车辆的可靠性和安全性。（中国有色金属工业协会）

攀钢成都钛材首次自主生产钛合金环件

攀钢集团成都钛材有限公司近日首次自主生产出钛合金环件，性能检测合格率达到100%。

此前，西南某用户便与攀钢成都钛材公司就开发钛合金等多个产品展开合作。成都钛材签订钛合金环件合同后，走的是委托工艺路线。由于钛合金环件技术含量高、生产难度大，在过去外委过程中，攀钢成都钛材公司技术人员通过现场跟班，积累了丰富的生产经验。自主成功生产钛合金环件，是该公司2017年新产品开发目标之一。本次生产的钛合金环件，是成都钛材迄今为止接到的西南某用户最大的一批钛合金环件合同。在生产过程中，攀钢成都钛材公司技术人员自行设计工装模具，精心观测每道工序工艺参数变化，精确控制炉内温度及火次变形量，确保了该批钛合金环件顺利生产。（中国有色金属报）

山西炬华3万t铝基新材料项目开工

6月19日，山西炬华3万t铝基新材料项目正式开工，标志着运城、河津两级市政府与中铝山西铝厂合作建设的河津铝工业园，迈入了良性发展的快车道。

山西炬华新材料科技有限公司是山西省运城市政府与中铝山西铝厂合作共建河津铝工业园区战略合作协议签订后，第一家正式落户园区的企业，项目总投资约5亿元，建设周期3-5年、分3期建设，最终形成3万t产能。（中国有色金属工业协会）

钛金科技表面处理基地（威海）正式启用

位于山东威海的钛金科技表面处理基地正式启用。表面处理基地包括电镀锌、铜、银3条生产线，年产量各100万件。该基地的启用使钛金科技产品电镀工序的加工周期大幅缩短，加工成本降低10%～20%，从生产、质量、技术等方面为该公司的市场开拓提供了强有力的支撑，有助于钛金科技为航空航天型号提供更多优质配套。此外，钛金科技表面处理基地还可对外承接各类材料相关产品电镀锌、铜、银加工业务，有利于公司拓展业务范围、打造新的增长点。（中国有色金属工业协会）

四川省组建粉末冶金工程技术研究中心

近日，四川省科技厅发文《四川省科学技术厅关于同意组建四川省粉末冶金工程技术研究中心的批复》，同意以成都大学为依托单位，组建四川省粉末冶金工程技术研究中心。这是该校获批建设的首个四川省工程技术研究中心，也是成大第3个获省科技厅批准的省部级科研平台。

据悉，成都大学以机械工程学院牵头的材料与工程科学交叉学科研究中心为基础，与成都工具研究所有限公司等单位合作。经过近3年的建设，在实验室改造、设备购置、人才引进等方面取得了显著成效，现已形成多个面向国家特别是西部建设发展需求，致力于粉末冶金汽车零部件、新型硬质合金材料的制备及其相关产品、材料超长寿命疲劳与可靠性等研究的创新团队；具备一流的工程技术试验条件和基础设施和完备的检测、分析、测试手段和工艺设备，可承粉末冶金新材料研发、中试和工程产业化能力。（中国网）

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