金属与粉末冶金

美科学家发现了新磁体

在普通磁体中，各个晶粒的磁矩彼此对准以产生磁场。相比之下，在新的“基于单线态”的磁体中，磁矩本质上是暂时的，突然出现又消失。

虽然基于单线态的磁体的磁場是不稳定的，但是这种磁体可以更容易地在磁性和非磁性状态之间转换，这可以使非常适合于数据存储。纽约大学的材料物理学家安德鲁·雷表示，特别是它们可以比传统设备的运行速度更快、功率更低。

现在，雷和他的同事已经发现了首个基于单线态的磁体实例——由锑化铀（USb2）制成的磁体。

科学家在研究USb2时发现了一种稳健性的单线态磁铁。利用中子散射和X射线散射扫描以及计算机模拟，研究人员发现USb2的磁性来自自旋激子。

USb2的磁性在大约203K（-70.15℃）的较高温度下出现。雷注释到，如果用强磁性成分掺杂该材料，“室温可能在钯距内。”

雷说，USb2很容易合成，让科学家们可以更好地发现这种新形式的磁性。未来的应用可以找到用其他材料制造单线态磁体的方法，例如“对应用更友好的无毒重质过渡金属元素。”他补充道。（工业和信息化部电子第一研究所）

俄开发出航空航天用耐热高强度合金

俄罗斯国家技术研究大学莫斯科国立钢铁合金学院与俄罗斯铝业联合公司负责轻型材料和技术研究的科研人员合作，利用新型加工和生产方法制造出了耐热高强度合金，这种合金能够确保汽车和飞机的结构配件在高温下良好运转。

由基于铝硅系统的合金制成的金属零配件在室温下具有很高的强度，该类合金是按照选择性激光融化（SLM）技术合成的。但通常这类合金无法在200℃以上的温度下确保高强度性。

俄罗斯国家技术研究大学莫斯科国立钢铁合金学院副教授、论文作者之一亚历山大·丘柳莫夫介绍说，热裂缝、粉末粒子不熔于合金等缺陷，是选择性激光融化技术生产零配件的典型问题。为此，研究人员开发出了选择性激光融化的高效率状态，确保合成材料的体密度从理论上来说处于99.8%的水平，在这一过程中合金的高强度由不同阶段形成合金的小型材料结构来保证。

有关专家指出，新型合金材料可用于形状复杂且带有最佳几何参数的汽车、航空航天技术设备零配件的制造。（科技日报）

美国能源部与4家美国公司谈判生产钼—99的合作协议

对于可以在不使用高浓铀的条件下生产钼—99的投资机会，美国国家核军工管理局已完成相关申请的评估工作。

根据一个独立技术审查小组的评估和建议，美国国家核军工管理局选择北极星医用放射性同位素有限责任公司、夏因医疗科技公司、西北医用同位素公司和Niowave公司等4家美国公司开始就潜在的合作协议进行谈判。在美国国会的支持下，美国国家核军工管理局将为每家公司提供高达1500万美元的资金。

美国国家核军工管理局正支持在美国建立一个冗余、可靠且在不使用高浓铀的条件下生产钼—99的供应体系。除了这些合作协议，美国国家核军工管理局还为国家实验室提供资金，研究在没有高浓铀的情况下生产钼—99的方法。（中国核科技信息与经济研究院）

纽波特纽斯造船厂首个3D打印金属零部件安装于核动力航母CVN75

亨廷顿英格尔斯工业公司的纽波特纽斯造船厂在舰用3D打印零部件的设计和制造方面取得了里程碑式突破，向美国海军交付了首个3D打印金属零部件并成功安装在位于诺福克海军基地的哈利·S·杜鲁门号航母（CVN75）上，未来将进行为期一年的使用性能评估。

纽波特纽斯造船厂称，这是我们向数字化造船转型迈出的重要一步，有望显著提高船舶建造的效率、安全性和经济可承受性。美国海军海上系统司令部去年在与造船行业的一些公司进行了广泛合作后，发布了海军3D打印技术标准。未来3D打印技术在船舶建造过程中的广泛应用，将有效降低制造成本并缩短建造时间。（中国船舶信息中心）

俄工程师造出世界第1台铝制发动机

俄罗斯新西伯利亚国立技术大学的专家设计并建造出世界第1台全铝材质的飞机发动机。该型号发动机的首席设计师——伊利亚·兹维尔科夫教授称，这款新西伯利亚研发出来的产品在航空发动机市场上会有需求，因为它与其他用传统材料做成的类似产品相比具备明显优势。尤其是，与近年来被装在最普遍使用的训练机雅克—52上的M—14P发动机相比，他们研发出来的产品减重50kg，而功率则增加了40马力。

他还介绍说，更轻的重量可以降低15%的油耗。此外，飞机上可以装载更多的燃料，以大幅扩大飞行距离。这种发动机的批量生产或在3年内开始。（中国有色金属报）

电子掺杂铁硒超导材料电子关联研究获进展

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所副研究员刘大勇、研究员邹良剑与中国科学技术大学国家同步辐射实验室教授孙喆、南开大学副教授卢峰和教授王维华合作，在插层铁硒超导材料（Li1-xFex）OHFeSe电子关联方面取得新进展，发现这类体系的电子结构存在电子关联驱动的Lifshitz转变机制，并提出电子掺杂的（Li0.8Fe0.2）OHFeSe体系具有完全不同于纯FeSe材料的超导电子态。

铁硒化合物（Li1-xFex）OHFeSe（x～0.2）具有约40K以上的较高超导转变温度，远远高于Tc～8K的纯FeSe体系。同时，理论和实验工作发现该材料（Li1-xFex） OH层有助于FeSe层的电子掺杂，因此可以作为研究重电子掺杂铁硒衍生超导体系的参考材料。然而，目前不同的实验和理论计算仍存在不符之处。其中一个令人困惑的问题就是在（Li0.8Fe0.2）OHFeSe角分辨光电子能谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM）实验中观察到布里渊区的Γ点附近有一个微小的电子费米口袋，但在密度泛函理论（DFT）计算中却是2个较大的空穴费米口袋。此外，由于费米面嵌套在理解超导配对机制中起着重要作用，进一步的研究需要确定（Li1-xFex）OHFeSe体系考虑电子关联情况下的费米面拓扑结构。

针对电子掺杂铁硒体系（Li，Fe）OHFeSe中ARPES、STM实验与DFT计算的电子结构不一致问题，研究人员采用能精确处理电子关联的DFT结合动力学平均场（DMFT）的DFT+DMFT计算方法，利用连续時间量子蒙特卡洛（CT—QMC）杂质求解器，研究了体系电子关联和自旋轨道耦合对体系电子结构的影响。结果发现，在电子掺杂的（Li0.8Fe0.2）OHFeSe体系中，电子关联基本上改变了费米面的拓扑性，导致在布里渊区中心Γ点和边角M点附近分别出现一个非常小的和2个大的电子费米口袋。而且自旋轨道耦合也会对费米能级附近的低能电子结构产生一定的影响，特别是Γ点附近的狄拉克（Dirac）色散处打开一个很小的能隙。结果表明，从纯FeSe到电子掺杂的（Li0.8Fe0.2）OHFeSe体系，费米面拓扑性的变化是电子关联驱动的Lifshitz转变，并导致体系的磁波矢从（π，0） 转变到（π，0.5π±δ），同时伴随着dxy和dxz/dyz轨道之间的轨道重构。以上结果与ARPES等实验非常符合，同时也表明了体系关联情况下的多体特征，例如多体的自能、相干谱权重，以及有效质量的重整化等。最后，进一步的计算也得到了与实验趋势一致的光电导行为。综上所述，这些结果解决了DFT计算和实验结果之间的矛盾，表明电子掺杂的铁硒体系具有电子关联驱动的电子结构和布里渊区中心空穴费米口袋缺失的奇异费米面拓扑性，有助于理解铁基超导材料的超导电性。（中科院合肥物质科学研究院）

中科院宁波材料所在探索高效磁制冷方面取得进展

为解决功能和结构一体化难题，中国科学院宁波材料技术与工程研究所稀土磁性功能材料实验室一直致力于通过微观组织调控和先进制备加工技术优化，以获得支撑磁性和非磁性能的平衡要素点。镧铁硅作为典型的磁体积相变材料，磁场可以驱动热、磁和结构之间的能量转化，以实现巨磁热效应。

铸态镧铁硅在退火过程中，原子扩散反应的过程极慢，需要至少一周的退火时间才能形成镧铁硅1：13相。甩带和速凝作为常见的快速凝固方式，可以细化晶粒，从而缩短退火时间。这种制备方式获得的材料还具有组织和元素分布均匀的优点。宁波材料所稀土磁性功能材料实验室实现了高性能镧铁硅磁热材料的公斤化制备，批量生产的速凝片经过1天时间的退火，可基本获得纯相。速凝片破碎后通过聚合物粘接或金属热压成型，批量获得可用于制冷样机的块材或片材，对材料的规模化应用具有重大意义。另外，为了实现材料与系统换热流体之间更高效的热传输，团队基于快速凝固，分别利用落管法和熔体抽拉技术制备了高比表面积的微尺寸球颗粒和丝状材料，满足不同器件结构设计的需求。

团队通过相图精确定位，找到一种富稀土镧的非化学计量比成分范围。发现在该类成分内仅需要数小时即可快速形成镧铁硅主相，这将有利于缩短制备周期，节约批量化生产的成本。随后，研究人员利用扩散偶方法，对这种富稀土合金的相形成机理、相形貌和位相关系进行了系统研究，发现了一种二元La5Si3过渡相使得主相生长为层片状结构，减小了扩散距离，从而缩短退火时间。另外，主相的低硅含量也使得材料磁热性能有所提高，在较低的驱动磁场下即能实现高磁热性能，加速了其在制冷器件上应用的工业化进程。（中国稀土行业协会）

我国首次自主铸成重型燃机大尺寸一级静叶

我国首件自主化300MW级F级重型燃气轮机涡轮第一级静叶铸件近日顺利通过鉴定。这是我国在重型燃机热端核心部件上取得的第一个重要突破，也是国家科技重大专项“航空发动机和燃气轮机”迄今最重要的里程碑式的成果。

涡轮第一级静叶作为重型燃机典型的热端零部件，其核心制造技术一直处于国外绝对封锁状态。来自“两机”专项专家咨询委员会、三大动力、北京科技大学、中国机械工业集团有限公司、抚顺特钢等的13位专家一致认为：国家电投旗下中国联合重燃、中科院金属所、江苏永瀚等协同攻关，既交付了一套质量合格的实物叶片，更交付了一套固化的工艺体系和质保体系，为涡轮叶片定型设计打下良好基础，同时创造多项纪录：国内首次自主设计重型燃机大尺寸一级静叶；国内首次冶炼出完全自主知识产权的一级静叶母合金，攻克了纯净化冶炼技术；国内首次自主铸造重型燃机大尺寸一级静叶，攻克了大尺寸复杂叶片的精密铸造技术。（中国有色金属报）

华中铜业成功生产9μm高精度压延铜箔

日前，华中铜业二期工程高精度铜板带箔项目生产车间，机器轰鸣，多辊轧机像将一卷卷铜带卷进去，吐出厚9μm的高精度压延铜箔。铜箔车间技术专家江幼平介绍，生产9μm压延铜箔已处于国内顶尖水平，向研制国际领先水平的7μm高端铜箔的目标迈进， 将成为国内行业第1。

华中铜业二期工程高精度铜板带箔项目于近日投产，年新增产能6万t，其中年产高精度压延铜箔3000t。项目主要工艺设备75台（套），具备国际先进水平。项目产品以高、精、尖为主，为国家鼓励发展的市场紧缺和大量进口的基础材料，市场前景广阔。（中国有色金属报）

华西医院用3D打印钛合金假体更换“承重”腿骨

近日，四川大学华西医院使用3D打印骨小梁假体，替代患者因骨肉瘤被切除的小腿胫骨，患者术后一周恢复良好，未来有望保全膝关节，恢复行走功能。而这也是全球骨外科治疗领域，使用3D打印材料，替换小腿“承重骨”，进行的首次尝试。

四川大学华西医院骨科先是根据三维扫描成像技术，制作患者肿瘤切除骨的“缺损模型”，并在此基础上优化假体结构设计，最终利用3D打印，制作出可以完全吻合，替代患者右小腿胫骨的可植入假体。该医院教授屠重棋表示，以前的“钛合金”替代骨无法做成骨小梁的结构，假体与患者置换手术部位匹配性差，通过3D打印，钛合金假体上形成“微孔”结构，有利于骨细胞长入假体内，假体与身体融合性高。目前患者的膝关节恢复良好。（中国有色金属报）

年产万吨海绵钛全产业链将在新疆哈密建成

日前，新疆首家年产2万t海绵钛及钛合金钛全产业链项目在哈密建成试运行，预计在4月底正式投产。 据了解，该项目由湖南五江轻化集团有限公司出资，总投资76亿元，主要产品为海绵钛、高性能钛合金板材、高精度钛合金管材、高质量宽幅大卷重带材，是“航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶”的关键性基础材料。（人民网）

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