金屬與粉末冶金

美科學家發現了新磁體

在普通磁體中，各個晶粒的磁矩彼此對準以產生磁場。相比之下，在新的“基于單線態”的磁體中，磁矩本質上是暫時的，突然出現又消失。

雖然基于單線態的磁體的磁場是不穩定的，但是這種磁體可以更容易地在磁性和非磁性狀態之間轉換，這可以使非常適合于數據存儲。紐約大學的材料物理學家安德魯·雷表示，特別是它們可以比傳統設備的運行速度更快、功率更低。

現在，雷和他的同事已經發現了首個基于單線態的磁體實例——由銻化鈾（USb2）制成的磁體。

科學家在研究USb2時發現了一種穩健性的單線態磁鐵。利用中子散射和X射線散射掃描以及計算機模擬，研究人員發現USb2的磁性來自自旋激子。

USb2的磁性在大約203K（-70.15℃）的較高溫度下出現。雷注釋到，如果用強磁性成分摻雜該材料，“室溫可能在鈀距內。”

雷說，USb2很容易合成，讓科學家們可以更好地發現這種新形式的磁性。未來的應用可以找到用其他材料制造單線態磁體的方法，例如“對應用更友好的無毒重質過渡金屬元素。”他補充道。（工業和信息化部電子第一研究所）

俄開發出航空航天用耐熱高強度合金

俄羅斯國家技術研究大學莫斯科國立鋼鐵合金學院與俄羅斯鋁業聯合公司負責輕型材料和技術研究的科研人員合作，利用新型加工和生產方法制造出了耐熱高強度合金，這種合金能夠確保汽車和飛機的結構配件在高溫下良好運轉。

由基于鋁硅系統的合金制成的金屬零配件在室溫下具有很高的強度，該類合金是按照選擇性激光融化（SLM）技術合成的。但通常這類合金無法在200℃以上的溫度下確保高強度性。

俄羅斯國家技術研究大學莫斯科國立鋼鐵合金學院副教授、論文作者之一亞歷山大·丘柳莫夫介紹說，熱裂縫、粉末粒子不熔于合金等缺陷，是選擇性激光融化技術生產零配件的典型問題。為此，研究人員開發出了選擇性激光融化的高效率狀態，確保合成材料的體密度從理論上來說處于99.8%的水平，在這一過程中合金的高強度由不同階段形成合金的小型材料結構來保證。

有關專家指出，新型合金材料可用于形狀復雜且帶有最佳幾何參數的汽車、航空航天技術設備零配件的制造。（科技日報）

美國能源部與4家美國公司談判生產鉬—99的合作協議

對于可以在不使用高濃鈾的條件下生產鉬—99的投資機會，美國國家核軍工管理局已完成相關申請的評估工作。

根據一個獨立技術審查小組的評估和建議，美國國家核軍工管理局選擇北極星醫用放射性同位素有限責任公司、夏因醫療科技公司、西北醫用同位素公司和Niowave公司等4家美國公司開始就潛在的合作協議進行談判。在美國國會的支持下，美國國家核軍工管理局將為每家公司提供高達1500萬美元的資金。

美國國家核軍工管理局正支持在美國建立一個冗余、可靠且在不使用高濃鈾的條件下生產鉬—99的供應體系。除了這些合作協議，美國國家核軍工管理局還為國家實驗室提供資金，研究在沒有高濃鈾的情況下生產鉬—99的方法。（中國核科技信息與經濟研究院）

紐波特紐斯造船廠首個3D打印金屬零部件安裝于核動力航母CVN75

亨廷頓英格爾斯工業公司的紐波特紐斯造船廠在艦用3D打印零部件的設計和制造方面取得了里程碑式突破，向美國海軍交付了首個3D打印金屬零部件并成功安裝在位于諾福克海軍基地的哈利·S·杜魯門號航母（CVN75）上，未來將進行為期一年的使用性能評估。

紐波特紐斯造船廠稱，這是我們向數字化造船轉型邁出的重要一步，有望顯著提高船舶建造的效率、安全性和經濟可承受性。美國海軍海上系統司令部去年在與造船行業的一些公司進行了廣泛合作后，發布了海軍3D打印技術標準。未來3D打印技術在船舶建造過程中的廣泛應用，將有效降低制造成本并縮短建造時間。（中國船舶信息中心）

俄工程師造出世界第1臺鋁制發動機

俄羅斯新西伯利亞國立技術大學的專家設計并建造出世界第1臺全鋁材質的飛機發動機。該型號發動機的首席設計師——伊利亞·茲維爾科夫教授稱，這款新西伯利亞研發出來的產品在航空發動機市場上會有需求，因為它與其他用傳統材料做成的類似產品相比具備明顯優勢。尤其是，與近年來被裝在最普遍使用的訓練機雅克—52上的M—14P發動機相比，他們研發出來的產品減重50kg，而功率則增加了40馬力。

他還介紹說，更輕的重量可以降低15%的油耗。此外，飛機上可以裝載更多的燃料，以大幅擴大飛行距離。這種發動機的批量生產或在3年內開始。（中國有色金屬報）

電子摻雜鐵硒超導材料電子關聯研究獲進展

近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所副研究員劉大勇、研究員鄒良劍與中國科學技術大學國家同步輻射實驗室教授孫喆、南開大學副教授盧峰和教授王維華合作，在插層鐵硒超導材料（Li1-xFex）OHFeSe電子關聯方面取得新進展，發現這類體系的電子結構存在電子關聯驅動的Lifshitz轉變機制，并提出電子摻雜的（Li0.8Fe0.2）OHFeSe體系具有完全不同于純FeSe材料的超導電子態。

鐵硒化合物（Li1-xFex）OHFeSe（x～0.2）具有約40K以上的較高超導轉變溫度，遠遠高于Tc～8K的純FeSe體系。同時，理論和實驗工作發現該材料（Li1-xFex） OH層有助于FeSe層的電子摻雜，因此可以作為研究重電子摻雜鐵硒衍生超導體系的參考材料。然而，目前不同的實驗和理論計算仍存在不符之處。其中一個令人困惑的問題就是在（Li0.8Fe0.2）OHFeSe角分辨光電子能譜（ARPES）和掃描隧道顯微鏡（STM）實驗中觀察到布里淵區的Γ點附近有一個微小的電子費米口袋，但在密度泛函理論（DFT）計算中卻是2個較大的空穴費米口袋。此外，由于費米面嵌套在理解超導配對機制中起著重要作用，進一步的研究需要確定（Li1-xFex）OHFeSe體系考慮電子關聯情況下的費米面拓撲結構。

針對電子摻雜鐵硒體系（Li，Fe）OHFeSe中ARPES、STM實驗與DFT計算的電子結構不一致問題，研究人員采用能精確處理電子關聯的DFT結合動力學平均場（DMFT）的DFT+DMFT計算方法，利用連續時間量子蒙特卡洛（CT—QMC）雜質求解器，研究了體系電子關聯和自旋軌道耦合對體系電子結構的影響。結果發現，在電子摻雜的（Li0.8Fe0.2）OHFeSe體系中，電子關聯基本上改變了費米面的拓撲性，導致在布里淵區中心Γ點和邊角M點附近分別出現一個非常小的和2個大的電子費米口袋。而且自旋軌道耦合也會對費米能級附近的低能電子結構產生一定的影響，特別是Γ點附近的狄拉克（Dirac）色散處打開一個很小的能隙。結果表明，從純FeSe到電子摻雜的（Li0.8Fe0.2）OHFeSe體系，費米面拓撲性的變化是電子關聯驅動的Lifshitz轉變，并導致體系的磁波矢從（π，0） 轉變到（π，0.5π±δ），同時伴隨著dxy和dxz/dyz軌道之間的軌道重構。以上結果與ARPES等實驗非常符合，同時也表明了體系關聯情況下的多體特征，例如多體的自能、相干譜權重，以及有效質量的重整化等。最后，進一步的計算也得到了與實驗趨勢一致的光電導行為。綜上所述，這些結果解決了DFT計算和實驗結果之間的矛盾，表明電子摻雜的鐵硒體系具有電子關聯驅動的電子結構和布里淵區中心空穴費米口袋缺失的奇異費米面拓撲性，有助于理解鐵基超導材料的超導電性。（中科院合肥物質科學研究院）

中科院寧波材料所在探索高效磁制冷方面取得進展

為解決功能和結構一體化難題，中國科學院寧波材料技術與工程研究所稀土磁性功能材料實驗室一直致力于通過微觀組織調控和先進制備加工技術優化，以獲得支撐磁性和非磁性能的平衡要素點。鑭鐵硅作為典型的磁體積相變材料，磁場可以驅動熱、磁和結構之間的能量轉化，以實現巨磁熱效應。

鑄態鑭鐵硅在退火過程中，原子擴散反應的過程極慢，需要至少一周的退火時間才能形成鑭鐵硅1：13相。甩帶和速凝作為常見的快速凝固方式，可以細化晶粒，從而縮短退火時間。這種制備方式獲得的材料還具有組織和元素分布均勻的優點。寧波材料所稀土磁性功能材料實驗室實現了高性能鑭鐵硅磁熱材料的公斤化制備，批量生產的速凝片經過1天時間的退火，可基本獲得純相。速凝片破碎后通過聚合物粘接或金屬熱壓成型，批量獲得可用于制冷樣機的塊材或片材，對材料的規模化應用具有重大意義。另外，為了實現材料與系統換熱流體之間更高效的熱傳輸，團隊基于快速凝固，分別利用落管法和熔體抽拉技術制備了高比表面積的微尺寸球顆粒和絲狀材料，滿足不同器件結構設計的需求。

團隊通過相圖精確定位，找到一種富稀土鑭的非化學計量比成分范圍。發現在該類成分內僅需要數小時即可快速形成鑭鐵硅主相，這將有利于縮短制備周期，節約批量化生產的成本。隨后，研究人員利用擴散偶方法，對這種富稀土合金的相形成機理、相形貌和位相關系進行了系統研究，發現了一種二元La5Si3過渡相使得主相生長為層片狀結構，減小了擴散距離，從而縮短退火時間。另外，主相的低硅含量也使得材料磁熱性能有所提高，在較低的驅動磁場下即能實現高磁熱性能，加速了其在制冷器件上應用的工業化進程。（中國稀土行業協會）

我國首次自主鑄成重型燃機大尺寸一級靜葉

我國首件自主化300MW級F級重型燃氣輪機渦輪第一級靜葉鑄件近日順利通過鑒定。這是我國在重型燃機熱端核心部件上取得的第一個重要突破，也是國家科技重大專項“航空發動機和燃氣輪機”迄今最重要的里程碑式的成果。

渦輪第一級靜葉作為重型燃機典型的熱端零部件，其核心制造技術一直處于國外絕對封鎖狀態。來自“兩機”專項專家咨詢委員會、三大動力、北京科技大學、中國機械工業集團有限公司、撫順特鋼等的13位專家一致認為：國家電投旗下中國聯合重燃、中科院金屬所、江蘇永瀚等協同攻關，既交付了一套質量合格的實物葉片，更交付了一套固化的工藝體系和質保體系，為渦輪葉片定型設計打下良好基礎，同時創造多項紀錄：國內首次自主設計重型燃機大尺寸一級靜葉；國內首次冶煉出完全自主知識產權的一級靜葉母合金，攻克了純凈化冶煉技術；國內首次自主鑄造重型燃機大尺寸一級靜葉，攻克了大尺寸復雜葉片的精密鑄造技術。（中國有色金屬報）

華中銅業成功生產9μm高精度壓延銅箔

日前，華中銅業二期工程高精度銅板帶箔項目生產車間，機器轟鳴，多輥軋機像將一卷卷銅帶卷進去，吐出厚9μm的高精度壓延銅箔。銅箔車間技術專家江幼平介紹，生產9μm壓延銅箔已處于國內頂尖水平，向研制國際領先水平的7μm高端銅箔的目標邁進， 將成為國內行業第1。

華中銅業二期工程高精度銅板帶箔項目于近日投產，年新增產能6萬t，其中年產高精度壓延銅箔3000t。項目主要工藝設備75臺（套），具備國際先進水平。項目產品以高、精、尖為主，為國家鼓勵發展的市場緊缺和大量進口的基礎材料，市場前景廣闊。（中國有色金屬報）

華西醫院用3D打印鈦合金假體更換“承重”腿骨

近日，四川大學華西醫院使用3D打印骨小梁假體，替代患者因骨肉瘤被切除的小腿脛骨，患者術后一周恢復良好，未來有望保全膝關節，恢復行走功能。而這也是全球骨外科治療領域，使用3D打印材料，替換小腿“承重骨”，進行的首次嘗試。

四川大學華西醫院骨科先是根據三維掃描成像技術，制作患者腫瘤切除骨的“缺損模型”，并在此基礎上優化假體結構設計，最終利用3D打印，制作出可以完全吻合，替代患者右小腿脛骨的可植入假體。該醫院教授屠重棋表示，以前的“鈦合金”替代骨無法做成骨小梁的結構，假體與患者置換手術部位匹配性差，通過3D打印，鈦合金假體上形成“微孔”結構，有利于骨細胞長入假體內，假體與身體融合性高。目前患者的膝關節恢復良好。（中國有色金屬報）

年產萬噸海綿鈦全產業鏈將在新疆哈密建成

日前，新疆首家年產2萬t海綿鈦及鈦合金鈦全產業鏈項目在哈密建成試運行，預計在4月底正式投產。 據了解，該項目由湖南五江輕化集團有限公司出資，總投資76億元，主要產品為海綿鈦、高性能鈦合金板材、高精度鈦合金管材、高質量寬幅大卷重帶材，是“航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶”的關鍵性基礎材料。（人民網）