美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)度實(shí)行室的研究職員與互助同伴勞倫斯利弗莫爾國(guó)度實(shí)行室、威斯康星州的Eck產(chǎn)業(yè)公司互助開辟了一種新型鋁合金，比現(xiàn)有產(chǎn)物實(shí)用性好且更耐高溫。更為緊張的是，這種含有鈰的鋁合金有大概極猛進(jìn)步美國(guó)稀土的產(chǎn)量。

鈰是一種稀土元素，可與鋁形成金屬間化合物，其熔點(diǎn)凌駕1000攝氏度。鋁-鈰系合金非常得當(dāng)用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)試表明該系列合金可以在300攝氏度情況下穩(wěn)固事情。鋁-鈰合金的可鑄性與鋁-硅系合金相稱，非常易于加工，金屬間化合物的穩(wěn)固性消除了很多關(guān)鍵。研究職員還指出，由于鋁合金的遍及應(yīng)用，鋁-鈰合金的發(fā)明將啟動(dòng)并快速推進(jìn)鈰稀土元素產(chǎn)業(yè)的生長(zhǎng)，據(jù)開端估算，縱然按1%的添加量，每年對(duì)鈰的市場(chǎng)需求亦可到達(dá)3000噸。

稀土是一組對(duì)電子器件、可替換能源和其他當(dāng)代技能非常緊張的元素。比方，當(dāng)代的風(fēng)力發(fā)電和混淆動(dòng)力汽車對(duì)由稀土元素釹和鏑制造的壯大的永磁鐵非常依賴。然而，在如今的北美并沒有舉行稀土的生產(chǎn)。此中一個(gè)題目是，包羅美國(guó)的稀土礦在內(nèi)，鈰含量高達(dá)稀土含量一半以上，但是稀土生產(chǎn)商很難找到鈰礦市場(chǎng)。究竟上，在美國(guó)最常見的稀土礦，鈰的含量是釹含量的3倍以上、鏑含量的500倍以上。

鋁鈰合金有望通過增長(zhǎng)需求來促進(jìn)海內(nèi)稀土礦開采，并終極進(jìn)步鈰的代價(jià)。Rios表明道，我們有充足的稀土來滿意能源技能的必要，但當(dāng)你提煉稀土?xí)r，得到的大部門元素是鈰和鑭，限定了稀土的大范圍利用。比方，要是在內(nèi)燃機(jī)上用到鋁鈰合金，如允許以敏捷將鈰從一個(gè)糟糕的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)換為一個(gè)有代價(jià)的產(chǎn)物。

Rios表明說：“鋁產(chǎn)業(yè)是巨大的，汽車產(chǎn)業(yè)中利用了大量的鋁，以是對(duì)付鋁鈰合金縱然是一個(gè)非常小的突破，將導(dǎo)致市場(chǎng)利用大量的鈰元素。究竟上，市場(chǎng)上1%的鋁合金中參加鈰，市場(chǎng)將孕育發(fā)生3000t的鈰需求量。

Rios表現(xiàn)，與傳統(tǒng)的鋁合金相比，鋁鈰合金具有本錢低，可鑄造性高。

需求低和高溫穩(wěn)固性好。Eck產(chǎn)業(yè)公司工程研究和開辟的副總裁David Weiss表現(xiàn)：”大多數(shù)具有杰出性能的合金很難澆鑄，但鋁鈰合金具備優(yōu)秀的性能，且其鑄造特性與鋁硅合金相差無幾。“

合金的高溫性能的關(guān)鍵是形成一種特別的鋁-鈰化合物，即金屬間化合物，當(dāng)合金熔化和鑄造的時(shí)間，該化合物才在合金內(nèi)部形成。這種金屬間化合物只有在華氏2000度以上才融化。Rios指出，鋁鈰合金的耐熱性應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)上黑白常有吸引力的。試驗(yàn)表明，新型合金在300攝氏度（572華氏度）時(shí)會(huì)連結(jié)穩(wěn)固狀態(tài)，而傳統(tǒng)合金在這一溫度開始崩解。別的，金屬間化合物的穩(wěn)固性偶然可以免去鋁合金通常必要的工序。鋁鈰合金通過進(jìn)步運(yùn)行溫度來直接進(jìn)步發(fā)動(dòng)機(jī)燃油服從，也可以通過用輕型鋁基組件或用鋁合金來替換鑄鐵部件從而減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量來間接進(jìn)步燃油服從，如氣缸體、變速箱和睦缸蓋。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)的砂模中鑄造了原型飛機(jī)的汽缸蓋；也在3D打印的砂模中為一個(gè)化石燃料驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)鑄造了全功效汽缸蓋。橡樹嶺國(guó)度實(shí)行室美邦交通運(yùn)輸研究中央這一亙古未有的樹模引導(dǎo)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)得到了樂成，即證明白這種發(fā)動(dòng)性能舉行溫度凌駕600攝氏度的排氣。

橡樹嶺國(guó)度實(shí)行室的物理學(xué)家Zachary Sims先容說：“3D打印的模子通常很難被添補(bǔ)滿，但有著杰出鑄造特性的鋁鈰合金是個(gè)破例。”