金屬與粉末冶金

近紅外稀土材料可用于免疫治療

美國斯坦福大學Hongjie Dai團隊的一項最新研究表明，使用超亮近紅外IIb（NIR—IIb）稀土納米顆粒進行體內分子成像用于免疫療法。相關論文2019年9月30日在線發表在《自然—生物技術》。

研究人員開發出具有生物相容性的立方相（α相）—基稀土納米粒子（ErNPs）用于小鼠癌癥免疫療法中的動態成像，在大約1600nm處觀察到明亮的下轉換發光光譜。研究人員使用帶有抗PD—L1（細胞程式死亡—配體1）抗體的交聯親水聚合物層功能化的ErNPs在結腸癌小鼠模型中對PD—L1進行分子成像，發現腫瘤信號與正常組織信號比約為40。利用ErNPs的發光壽命長（約4.6μms）的特點，可實現在1600nm窗口內ErNPs和硫化鉛量子點同時成像。

在腫瘤微環境中，通過PD—L1和CD8（白細胞分化抗原的一種）的體內NIR—IIb分子成像發現了對免疫療法有響應的細胞毒性T淋巴細胞，并且由于免疫激活改變了腫瘤和脾臟中的CD8信號。交聯的功能化層可在2周內促進90%的ErNP排出體外，并且在小鼠中沒有檢測到毒性。

據了解，NIR—IIb（1500～1700nm）窗口是哺乳動物深層組織光學成像的理想選擇，但一度缺少明亮且生物相容的探針。（中國稀土行業協會）

韓國正擴大導電線領域鋁的應用

韓國電線制造企業正在電纜導線上持續擴大鋁合金的使用，以逐步替代傳統的電解銅材料。與銅相比，盡管鋁的導電性略差，但價格卻便宜3倍以上，而且安全性相對較高。在傳統電線和電纜的制造上，通常是將電解銅作為原料使用，但目前為了將鋁作為導體使用，韓國電線產業正在積極開展相關的研究。

在韓國電線領域，作為銅線的競爭材料，鋁線所占的比重達到了65%。即使部分替代了銅線，2種金屬材料在其他領域的競爭也是如火如荼。

業內對于鋁合金導體的應用研究仍在進行之中，這主要歸因于其突出的價格優勢和輕量化效果。近期，韓國LS電纜株式會社成功開發了高速鐵道專用的“剛性桿”（Rigid Bar）。此次開發的剛體電車軌道線是采用鋁桿替代銅線，進行供電的系統。采用剛體電車軌道線，不僅可以實現輕量化的效果，而且無需支撐電車線的懸纜、電纜掛鉤等附屬附件，從而大幅縮減隧道的尺寸。（中國有色金屬報）

東風—41用上“重慶造”鋁材

在慶祝新中國成立70周年閱兵式上，多款受閱的“明星武器”都有“重慶造”元素——由中鋁西南鋁進行鋁材裝備配套。

據中鋁西南鋁相關人士介紹，此次閱兵式上亮相的武器里，東風—17、巨浪—2、長劍—100等多款“明星武器”由中鋁西南鋁提供部分產品配套。其中，東風—41洲際戰略核導彈就裝備了中鋁西南鋁生產的鋁鋰合金產品。

“鋁鋰合金材料具有密度低、彈性模量高、耐腐蝕、焊接性能好等多種優異性能。”中鋁西南鋁負責人表示，該產品在航空航天等領域有著廣闊的應用前景，但由于技術要求高、生產難度大，此前只有少數國家能夠生產。

為保障國家重大工程項目建設需求，中鋁西南鋁開展自主創新攻關，終成功解決鋁鋰合金材料室溫塑性差、加工性能差等一系列“卡脖子”難題，摸索出一套獲得高質量鋁鋰合金產品的關鍵核心加工技術，扭轉了先進鋁鋰合金材料長期依賴進口的被動局面。（重慶日報）

我國科學家在單層鐵磁材料GdAg2中發現外爾節線

自旋電子學器件的發展在一定程度上依賴于磁性材料的發展。在2017年，科學家首次在實驗上獲得了二維鐵磁材料，引發了該領域的研究熱潮，但是實現拓撲性的二維鐵磁材料仍面臨較大挑戰。

中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心與北京理工大學以及日本廣島大學的研究人員合作，利用同步輻射角分辨光電子能譜并結合理論計算，在單原子層的鐵磁材料GdAg2（Tc≈85K）中發現了自旋極化的外爾節線。通過深入的分析，他們發現這些外爾節線受到晶體對稱性的保護，因此具有很好的穩定性。另外，單層GdAg2中的某些外爾節線會隨著磁化方向的不同而選擇性地打開能隙。該研究為二維鐵磁材料在納米微電子器件中應用奠定了重要基礎。（中科院大連化學物理研究所）

西安交大單智偉團隊探秘鎂的位錯行為

西安交通大學材料科學與工程學院單智偉及其團隊最新研究成果——“錐面位錯可主導亞微米金屬鎂的大塑性變形”成功刊發于國際頂級學術期刊《科學》。相比于傳統的金屬材料，鎂卻有一個難以克服的“軟肋”——塑性較差，這使得型材和零件的變形加工困難，工藝成本高，從而嚴重制約了鎂作為結構材料的廣泛應用。

研究團隊選取合適的加載方向來消除其它位錯的干擾，采用梯度樣品設計來解決捕捉和表征單根位錯難的問題，然后運用三維圖像重構技術來解決位錯滑移面不易確定的難題，并通過對比力學曲線的方式澄清了電子束影響的問題。得益于這些有針對性的實驗設計，研究團隊以令人信服的結果，證明了最起碼對亞微米尺度的純鎂而言，各種類型的錐面位錯（刃、螺、混合型）不僅可以滑移，而且可以導致非常大的塑性變形。與塊體材料相比，微納米樣品呈現出更高的屈服強度和流變應力。

據此，研究團隊推測，高應力促進了錐面位錯的形核和滑移，進而提高了測試樣品的塑性。通過進一步深入分析，研究人員不僅確定了位錯的滑移面，而且還清晰地觀察到錐面位錯的交滑移、位錯偶極子的形成以及位錯往復運動等此前尚未報道過的重要現象。（西安交通大學）

高熵合金強與韌兼得的奧秘破解

近日，浙江大學研究人員與國內外合作者，揭示了高熵合金中晶格調控力學性能的特殊機制。相關論文在線刊登于《自然》。

研究人員表示，與傳統的界面調控（包括晶界、相界、第二相界面等）以及團簇等精細結構調控相比，高熵合金中獨特的濃度波調控極精細并具有連續性，是一種可控和高效的材料強韌化方法。

浙江大學電子顯微鏡中心教授余倩課題組首先通過原子尺度的元素分布表征，揭示了高熵合金多種元素如何固溶在一起的重要疑問。“我們發現了高熵合金中獨特的濃度波起伏，相比于傳統固溶體合金中在晶格尺度趨于平直的元素濃度波起伏，高熵合金濃度在晶格間25%到15%的震蕩，會帶來納米尺度晶格阻力的震蕩和局域層錯能的變化。”余倩說。緊接著，通過在保證完全固溶的前提下增加元素間電負性和原子大小的差距，研究人員制備了納米尺度各種元素濃度起伏在60%到0之間的CrFeCoNiPd合金。

在高倍電鏡的放大下，研究人員看到，普通材料的位錯線是沿著固定的滑移帶像一線潮那樣奔涌向前，但是CrFeCoNiPd合金中，位錯線卻走得“磕磕絆絆”。科研人員把這樣的位錯移動稱為交滑移，位錯不沿著原有的晶面走，而是選擇了另一個晶面。這樣，位錯之間的相互作用就會增加，提供了更多變形的可能，同時也“呼喚”更強的外力來推動位錯往前走。（中國科學報）

國家重點研發計劃“高性能橋梁用鋼”項目取得重要進展

近日，科技部高技術研究發展中心“重點基礎材料技術提升與產業化”重點專項管理辦公室在上海組織了國家重點研發計劃“高性能橋梁用鋼”項目的中期檢查，項目實施順利，取得重要進展，超額完成項目研究任務。

該項目圍繞任務書目標，開展了690MPa級橋梁鋼、420MPa級耐候橋梁鋼、2000MPa級橋索鋼、12.9級抗延遲斷裂耐候螺栓鋼的材料機理、制造關鍵技術、配套焊接材料與焊接工藝、服役性能評價、結構設計等方面的研發工作。

4種關鍵材料的成功開發，解決了多年來我國橋梁鋼發展中存在的關鍵技術難題，形成了體系完整、批量質量穩定的高性能橋梁鋼生產能力，提升了我國橋梁制造行業競爭力。（科技部）

內蒙古打破高端鋁產業鏈技術瓶頸

由內蒙古中拓鋁業研發團隊研制的自主知識產權電子鋁箔光箔生產線實現多批量生產。產品投放市場后，用戶采用后認為完全可以替代進口產品。這標志著內蒙古具有高附加值的電子鋁箔產業鏈瓶頸終于被打破。

電子鋁箔行業的產業鏈，首先是從鋁錠中提煉出高純鋁，高純鋁通過熔鑄、熱軋、冷軋及熱處理等工序加工成為電子鋁箔光箔，光箔經腐蝕化成生產成用于鋁電解電容器的電極箔。

2009年10月，中拓鋁業研發團隊正式成立，開始了漫長的攻堅之旅。從自己設計圖紙到自己研發設備，研發團隊經過10年不懈努力，終于突破核心技術壁壘，擺脫了國外技術封鎖。第一卷長10 000m、寬500mm、厚0.1mm的低壓電子鋁箔光箔問世，為了保證產品質量的穩定性，中試實驗于今年更新了部分設備、繼續改進生產工藝，最終低壓電子鋁箔光箔實現量產。（科技日報）

首鋼耐火耐候鋼成功應用于滑雪大跳臺項目

日前，首鋼承接的2022年北京冬奧會滑雪大跳臺裁判室完成安裝，由首鋼研發的SQ345FRW、Q345GJDZ25鋼板及配套焊材、螺栓保質保量如期交貨，確保了滑雪大跳臺項目高標準、高質量、高效率建設。

首鋼滑雪大跳臺是2022年冬奧會北京賽區唯一的雪上比賽場地，是世界首例永久保留和使用的滑雪大跳臺場地。大跳臺裁判室這種人群密集場所使用的鋼材，在具有耐腐蝕性能的同時，還對機械性能、焊接性能和耐火耐候性提出了極高要求，以保障主體材料有充足的支撐時間來確保人流疏散。

在80mm厚規格Q345GJDZ25鋼板生產過程中，首鋼技術研究院研發團隊經過多次論證與現場試驗，采取合金烘烤、鋼坯保溫等措施，提高了鋼板的探傷合格率；通過降低精軋過程變形溫度來實現位錯強化，保證了鋼板的強度；在生產中精確調整各項溫度參數，優化合金成分體系設計，調整鋼板入水溫度與終冷溫度，保證了鋼板的強度和平整度。（中國冶金報）

寶鈦緊固件用TC4鈦合金大單重盤圓線坯單重突破150kg

近日，寶鈦集團公司線材廠緊固件用單重150kg的TC4鈦合金大單重盤圓線坯軋制成功，為彌補國產鈦緊固件短板打下了堅實基礎。

目前，航空緊固件生產廠家為了確保緊固件尺寸、質量一致性，生產用絲材常采用進口大單重盤圓絲材。而國內鈦合金航空緊固件用盤圓絲材質量僅10～20kg，無法滿足航空緊固件大單重要求。

項目組經過半年多技術攻關、設備論證、結合寶鈦研究院熱模擬實驗驗證軋制應變速率與溫升關系，不斷優化孔型和導衛系統，克服坯料咬入困難、軋制彎頭、表面質量、軋線速度精準匹配等諸多難題。項目組采用線材廠鈦及鈦合金熱連軋生產線，通過計算機實現控溫控速軋制，成功軋制出了TC4單重150kg規格Φ8.0mm的大單重線坯盤圓。生產的大單重線坯頭、中、尾組織一致性高，表面質量良好，緊固件用絲材單重達到國際水平，為我國緊固件用TC4鈦合金大單重盤圓線材研制奠定了堅實的基礎。（中國有色金屬報）

泡沫鎂合金已完成研發有望投入量產

陜西省榆林市瑩宇電子科技有限公司利用鎂研發出一種泡沫金屬材料“泡沫鎂合金”。泡沫金屬生產方式主要是熔體發泡法，以泡沫鋁為主，由于鎂合金熔點低，難成形，泡沫鎂合金的理論文獻較少。

泡沫鎂合金具有幾種特性不可以替代：泡沫鎂合金材料的阻尼、減震、吸能特性在材料領域具有不可替代性，不像鎂合金輪轂、鎂合金方向盤鋁材或者鋼材可以替代；泡沫鎂合金材料的消音特性不可替代；泡沫鎂合金輕量化不可以替代。

泡沫鎂合金阻尼減震是泡沫鋁的10～20倍，密度小，密度是鎂合金的0.1～0.4倍。高阻尼減震性能及抗擊能量吸收率：阻尼減震是鎂合金的10～20倍。孔隙率為80%的泡沫鎂合金發生50%的變形時，理論上可吸收10MJ/m3以上的能量。良好的吸聲性能：聲波頻率在125～4000HZ之間時，通過泡沫鎂合金的吸聲系數最大可達10，其倍頻程平均吸收系數超過0.6。優良的電磁屏蔽性能：電磁波頻率在2.6～1.8GHZ之間，泡沫鎂合金的屏蔽量可達80～120Db。良好的熱學性能：通孔泡沫鎂合金由于其孔洞相連孔隙率80%，在強制對流條件下具有良好的散熱性能。

泡沫鎂合金作為一種新型多功能材料，具有重量輕、比剛度高、吸聲隔音、隔熱、防震、耐沖擊及優良的電學性能和可回收性等特點，在海陸空武器裝備及民用等領域具有巨大的應用前景。（中國有色金屬報）