美國能源部橡樹嶺國度實行室的研究職員與互助同伴勞倫斯利弗莫爾國度實行室、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步美國稀土的產(chǎn)量。

鈰是一種稀土元素，可與鋁形成金屬間化合物，其熔點凌駕1000攝氏度。鋁-鈰系合金非常得當用于內(nèi)燃機發(fā)動機，測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用，鋁-鈰合金的發(fā)明將啟動并快速推進鈰稀土元素產(chǎn)業(yè)的生長，據(jù)開端估算，縱然按1%的添加量，每年對鈰的市場需求亦可到達3000噸。

稀土是一組對電子器件、可替換能源和其他當代技能非常緊張的元素。比方，當代的風力發(fā)電和混淆動力汽車對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)。此中一個題目是，包羅美國的稀土礦在內(nèi)，鈰含量高達稀土含量一半以上，但是稀土生產(chǎn)商很難找到鈰礦市場。究竟上，在美國最常見的稀土礦，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需求來促進海內(nèi)稀土礦開采，并終極進步鈰的代價。Rios表明道，我們有充足的稀土來滿意能源技能的必要，但當你提煉稀土時，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)燃機上用到鋁鈰合金，如允許以敏捷將鈰從一個糟糕的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)換為一個有代價的產(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，以是對付鋁鈰合金縱然是一個非常小的突破，將導致市場利用大量的鈰元素。究竟上，市場上1%的鋁合金中參加鈰，市場將孕育發(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，當合金熔化和鑄造的時間，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用在內(nèi)燃機上黑白常有吸引力的。試驗表明，新型合金在300攝氏度（572華氏度）時會連結(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。鋁鈰合金通過進步運行溫度來直接進步發(fā)動機燃油服從，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)動機的重量來間接進步燃油服從，如氣缸體、變速箱和睦缸蓋。

這個團隊在傳統(tǒng)的砂模中鑄造了原型飛機的汽缸蓋；也在3D打印的砂模中為一個化石燃料驅(qū)動的發(fā)電機鑄造了全功效汽缸蓋。橡樹嶺國度實行室美邦交通運輸研究中央這一亙古未有的樹模引導一個發(fā)動機試驗得到了樂成，即證明白這種發(fā)動性能舉行溫度凌駕600攝氏度的排氣。

橡樹嶺國度實行室的物理學家Zachary Sims先容說：“3D打印的模子通常很難被添補滿，但有著杰出鑄造特性的鋁鈰合金是個破例。”