太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究团队近日成功开发出一种以锰替代钴的新型超级合金，为先进核反应堆材料应用带来新选择，并有望降低美国对中国钴资源的依赖。该成果已获得美国能源部先进材料和制造技术计划支持，旨在加速新材料技术商业化进程。
当前，钴基镍基超级合金因其在高温、辐射等极端环境下的卓越性能，已成为核反应堆及航天器等关键领域的首选材料。然而，全球钴资源供应高度集中，中国作为全球最大精炼钴生产国，掌控着刚果民主共和国超过75%的钴矿资源。这种供应链格局导致美国在关键材料获取上面临潜在风险，尤其在地缘政治波动或供应链中断时可能影响产业安全。
为应对这一挑战，PNNL研究团队通过计算机模拟筛选出锰作为潜在替代元素，并采用传统铸造与摩擦搅拌固结技术结合的工艺路线，成功制备出新型锰基超级合金。该技术通过摩擦热实现材料微观结构的精准调控，为合金性能优化提供了新路径。
PNNL先进材料系统高级技术顾问Isabella van Rooyen指出："材料研发需兼顾性能与供应链韧性。研究人员应主动识别关键材料替代机会，在保障性能标准的前提下推动制造技术迭代。"她强调，这种创新不仅有助于降低对单一供应源的依赖，还能提升核工业供应链的自主化水平。
目前，PNNL正积极寻求产业合作伙伴，以扩大新型合金的规模化生产能力，并评估其在不同应用场景下的性能表现。此项研究对构建核工业超级合金国内供应链具有重要意义，有望推动美国能源体系向更经济、更可靠、更安全的方向发展。
美国能源部先进材料和制造技术计划将持续为该项目提供支持，通过产学研协同创新加速新材料技术的商业化进程，助力关键产业突破供应链瓶颈。
