金属与粉末冶金

俄罗斯科学家研发出一种接近骨组织的超弹性合金

俄罗斯国家研究型技术大学莫斯科钢铁合金学院（MISiS）材料学科研人员利用钛、锆和铌研发出一种新的生物相容性合金，其物理力学性能与天然骨组织接近。

MISiS科研人员介绍，金属生物材料在骨组织重建中起着特殊作用，其中使用最多的是钛金属，但钛金属特性与骨骼物理和机械特性不符，会导致应力隔离（消除）和附近骨组织脆性增加。在科研攻关中，科研团队控制合金化学成分，研究了几种高锆含量的铌锆钛（Ti—Zr—Nb）系列合金结构和功能特性，最终在4种锆、铌含量不同的新合金样品中，Ti—41%Zr—12%Nb被认为是最适合的超弹性合金，表现出高塑性，相对断裂伸长率超过20%，总可逆变形超过6%。（科技部）

新型催化剂中可降低贵金属使用量

美国明尼苏达大学双子城分校科学家发明了一种名为“催化冷凝器”的开创性装置，可通过电方式让一种金属的行为像另一种金属，用作加速化学反应的催化剂，使化学反应更快、更高效地进行。这项研究为使用非贵金属催化剂的新催化技术打开了大门，可提高储存可再生能源、制造无碳燃料和可持续材料的效率。

为开发出替代这些材料催化性能的方法，研究人员依靠他们对电子在表面行为的了解，成功地测试了一种理论，即向一种材料添加和移除电子，可以让这种材料模仿另一种材料的特性，并据此发明了这款催化冷凝器装置。

该团队计划继续研究这款催化冷凝器，用其解决一些最重要的可持续和环境问题。在美国能源部和国家科学基金会的资助下，几个平行项目已经在进行中，比如将可再生电力储存为氨；制造可再生塑料中的关键分子；清洁气体废物等。（科技日报）

现有铜线设备支持实现超快宽带

英国剑桥大学一项研究成果显示，目前的铜线设施或能支持超快宽带。研究结果提示一套低成本的数据通信方案或许可行，尤其是在那些无法安装光纤宽带的地区。

研究人员厄尔金·迪恩可及其同事研究了双绞线（目前广泛使用的铜芯线）在高频率下的特性，这一频率能达到未来通信网络对性能的要求。他们从理论上分析了这些双绞线的性能上限，并使用了一种经过特殊设计的叫作微带巴伦的装置，帮助他们在需要的频率下开展实验。他们的实验显示，相比当前在低于1GHz带宽运行的铜线设施，双绞线可以支持5GHz的带宽。研究团队认为，当前的铜线设施或能在目前因成本原因无法部署光纤的地区支持光纤网络。

虽然这种双绞线只能在短距离上支持这一带宽，但研究人员强调，使用短距离的双绞线有望帮助实现全光纤技术。（科技日报）

俄罗斯科研人员利用数学模型快速合成特性合金

俄罗斯乌拉尔联邦大学科研人员利用计算机建模，通过操纵合金的内部结构影响其物理特性，研发出一种快速合成铝基合金合成的方法。铝硅合金是一种被广泛用于制造汽车、飞机等零件的合金。合金中晶体的形状决定了材料的物理特性，包括强度、延展性、导热性和导电性。在数学模型的帮助下，可控制合金的成分和特性，并生产出具有所需特性的零件。目前，研究人员正在一个实验性电磁悬浮设施上验证该模型。通过该设备，可进行真实实验并描述合金的枝晶结构。利用该数学模型，可模拟各种金属合金中发生的结构相变过程，能快速合成具有特定性能的合金，研发具有改进特性的新一代材料。（科技部）

科学家揭示镁金属负极的不均勻溶出行为

中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊团队，系统地证实在与镁金属负极兼容性较好的含氯镁电解液中，在实用化的电流密度和面容量条件下（≤5mA/cm-2，>4mAh/cm-2），在不做任何集流体修饰的前提下，镁金属沉积物依旧均匀且致密，充分体现了镁金属负极的独特优势。但是在0.1～1mAh/cm-2的适中电流密度范围内，镁金属负极的不均匀溶出行为造成其表面出现严重的腐蚀坑，进而导致后续循环过程中的镁金属沉积不均匀，最终造成镁金属负极的过早失效或内短路问题。

针对异常溶出行为带来的不良影响尤其是安全隐患，研究团队表示，搅拌电解液、提高电解液浓度、适当提高电流密度以及使用具有界面离子浓度梯度均化作用的添加剂都是有效改善这一问题的方法。这项研究将引起人们对各种金属负极溶出行为的关注，并启发科研人员综合考虑金属负极的沉积—溶解过程，从而判断其真正的实用性。（中国科学院）

金属仿生材料结构优化设计研究取得进展

中国科学院金属研究所在前期研制高阻尼镁基仿生材料的基础上，通过模仿典型天然生物材料的微观三维互穿结构与空间构型，利用“3D打印+熔体浸渗”工艺制备了一系列新型镁—钛仿生材料，在金属体系中构筑了类似鲍鱼壳的“砖—泥”结构、螳螂虾壳的螺旋编织结构和紫石房蛤壳的交叉叠片结构，并在经典层合理论基础上建立了能够定量描述仿生材料结构与力学性能之间关系的力学模型，实现了其模量与强度的定量预测。

研究发现：在镁—钛复合材料体系中，仿生结构能够起到显著的强韧化作用，与组成相似但不具有仿生结构的复合材料相比，仿生材料的强度与韧性同步提高，其断裂能提升2～8倍，特别是交叉叠片结构因具有多级结构特征而表现出最佳的强韧化效果；仿生材料中镁、钛两相在三维空间相互贯穿，利于促进它们之间的应力传递，并抑制各自相中的变形与损伤演化，减轻应变局域化程度，从而延缓仿生材料整体发生断裂，提高其拉伸强度与塑性；微观取向不断变化的特定空间构型能够诱导裂纹沿仿生结构发生偏转，增大裂纹面的面积，且凹凸不平的裂纹面之间能够产生摩擦并形成桥连，有助于消耗外加机械能，实现高效增韧；不同类型的仿生结构均可通过提取结构中的最小重复单元，并考察其在三维空间的紧密堆积形式进行定量描述，进而将经典层合理论发展应用于仿生结构，能够建立仿生材料的结构与力学性能之间的定量关系，从而为预测仿生材料的性能以及优化设计仿生结构提供理论依据。（中国科学院）

合金钢的耐液态铅铋腐蚀性能方法研究获进展

中国科学院近代物理研究所利用喷丸处理工艺使铁素体/马氏体钢SIMP表面纳米化，探究了其在550℃饱和氧液态LBE中的腐蚀行为。

研究显示，腐蚀1218h后，表面纳米化钢表面生成的氧化膜厚度为28μm，而原始钢表面生成的氧化膜厚度为37μm，表明表面纳米化可显著提升铁素体/马氏体钢的抗LBE腐蚀性能。这主要归功于2个因素：喷丸处理引入的大量晶界显著增强了铬原子的扩散系数，使保护性的铬—氧化物在氧化早期得以迅速生成，从而降低了氧化速率；喷丸样品表面生成的磁铁矿比原始样品的晶粒尺寸更小，且更加致密，从而降低了氧原子的向内扩散和铁原子的向外扩散速率。

研究还发现，表面纳米化钢的氧化层与基体的结合强度更高。这主要得益于表面纳米化钢的外氧化层相比原始钢更加致密，铅的渗透程度更低。此外，较小的晶粒尺寸和铁—铬尖晶石中较高的铬含量促使表面纳米化钢的氧化层相比原始钢具备更高的结合强度。（中国科学院）

高性能超细晶含铜钛合金研究获进展

中国科学院金属研究所杨柯团队成员任玲、王海等运用“双相壳层包裹超细等轴晶”的显微组织设计思想，从热力学、动力学两方面提高超细晶钛合金组织热稳定性，并利用常规热处理与热加工的工艺组合，实现了上述显微组织的大尺寸制备，解决了超细晶钛合金制备加工难、组织稳定性差的问题，获得了性能优异和热稳定性高的超细晶含铜钛合金。

在前期研究的基础上，科研人员提出“共析元素合金化→淬火→热变形”（EQD）的超细晶含铜钛合金的制备策略，实现了双相壳层包裹超细等轴晶的显微组织的设计思想。超细晶（Ti6Al4V—5Cu）合金在高温拉伸的热力耦合条件下未发生晶粒的粗化长大。EQD策略实现了铜钛、铜锆钛等其他钛合金的高性能、高热稳定性超细晶组织的制备，并已拓展至包括钢铁材料在内的其他合金体系，为超细晶金属材料的制备提供了新途径，这对超细晶金属材料的设计和研究具有重要意义。（中国科学院）

研究人员发现镁塑性变形能力

西安交通大学单智伟教授团队在针对镁的塑性变形行为和内在机制研究中发现，在高应力或高应变速率下加工，可由高应力引发新的变形机制，进而提高镁的变形加工能力。

通过系统分析并结合分子动力学模拟，该团队提出，新晶粒是通过锥面—基面转变形成的。在新晶粒形成后，原本已消耗殆尽的塑性得到了再生，繼续加载时，样品仍可持续发生很大的塑性变形。在新形成的晶粒中，可以继续发生由位错和孪生协调的塑性变形，犹如“返老还童”，样品重新具有了塑性变形能力。该研究丰富了对塑性变形机制的认识，为镁的变形加工提供了新的启发：在高应力或高应变速率下加工，可由高应力引发新的变形机制，进而提高镁的变形加工能力。（中国有色金属报）

攀钢成功开发出钛合金化新型耐磨钢

鞍钢集团攀钢协同北京钢研总院、重庆大学、东北大学等科研院校开发出了钛合金化新型耐磨钢，形成了钛合金化耐磨钢绿色低成本制备技术，以低成本的“转炉—连铸—轧制”替代了现有的“电炉—模铸—锻造”制备流程，开辟了钛资源应用的新路径。

该项目组通过实验室基础理论研究、工业试验制备、产业规模化应用相结合的研发模式，逐步突破了困扰高钛—钢连铸生产存在的多个关键技术难题，研究开发出含钛耐磨钢的“转炉—LF—RH—板坯连铸—轧制”制备流程，创造性地建立了碳化钛颗粒增强型钛合金化耐磨钢的个性化组织和析出调控方案。

目前，攀钢在国内率先成功实现了“转炉—板坯连铸—热连轧”钛合金化耐磨钢浇注技术的应用，填补了国内“转炉—板坯连铸”生产高钛—钢技术的空白。（中国有色金属报）

超轻镁锂合金助力卫星“轻装”上天

2022年，我国发射的长征十一号运载火箭以“一箭三星”的方式升空，三颗卫星大量应用了郑州轻研合金科技有限公司（以下简称“轻研合金公司”）自主研发生产的镁锂合金，如卫星舱板、连接件、帆板、壳体等，大大提高了卫星的有效载荷量。轻研合金公司通过与卫星设计单位配合，从卫星所用轻质高强合金的生产到合金的加工和表面处理，为卫星的生产制造提供了全流程服务。该公司拥有9个实验室和9条生产线，其镁锂合金已占世界产量的70%以上、国内的95%以上。仅在2021年，就有37颗国产卫星使用轻合金公司自主研发生产的轻质高强材料。（中国有色金属报）

新疆众和拟13亿元投资建设多项铝金属项目

新疆众和股份有限公司（以下简称“新疆众和”）公布了多项铝金属相关建设项目，将新建年产能为2.3万t的高纯铝生产线，新建铝合年新增铝合金产品产能3.5万t铝硅系合金坯锭和高导电工圆铝杆等铝合金生产线，新建年产1.6万t高性能电子铝箔生产线。（中国电子元件行业协会）

江铜集团实现4μm极薄锂电铜箔工业化生产

江西省江铜铜箔科技股份有限公司（以下简称“江铜铜箔”）首卷万米4μm极薄锂电铜箔顺利下卷。这标志着江西铜业集团有限公司（以下简称“江铜集团”）成功掌握了4μm极薄锂电铜箔工业化制造关键技术，成为国内少数几家可批量生产4μm极薄锂电铜箔产品的铜箔制造商之一。

锂电铜箔作为新能源领域储能系统及动力电池的关键材料，其厚度直接影响电芯综合性能。当前，根据提升电池性能和降低成本的需要，动力电池市场对锂电铜箔的需求从8μm过渡到6μm。因此，头部企业开始少量切换4.5μm产品，4μm产品处于测试阶段。（中国有色金属报）

氢储能源公司首条镁基固态储氢装置生产线投产

位于河南省新乡市高新区氢能产业园的氢储（新乡）能源科技有限公司首条镁基固态储氢装置生产线建成并投产测试。该公司预计在新乡高新区氢能产业园建设6条镁基固态储氢设备、储氢装置生产线，全部达产后，可年产镁基固态储氢设备约720套，预计年销售收入4亿元。（中国有色金属报）