钒铁

9月23日，由全国生铁及铁合金标准化技术委员会授权河北钢铁集团承钢起草的氮化钒铁系列检化验行业标准顺利通过专家组审定，填补了国内行业相关领域的空白。　　氮化钒铁是一种钢铁材料中微合金化的钒合金添加剂，性能优于钒铁和氮化钒，可广泛应用于高强度螺蚊钢筋、高强度管线钢、高强度型钢等产品生产。　　氮化钒铁中主要元素的检测没有独立的分析标准，承钢技术人员在编制完成《氮化钒铁》国家标准的基础上，对氮化钒铁中钒、氮、氧、碳、硫、硅、锰、磷、铝等成分的检测方法进行深入的攻关、完善，形成了氮化钒铁系列9个检化验行业标准。　　来自冶金工业信息标准研究院、北京钢铁研究总院、中国科学院等8家单位的26名专家，通过审定材料，听取标准起草编制工作汇报，对该标准的科学性、可操作性、知用性和先进性及标准文本结构的严密性、文字的流畅性等内容进行了严格审定，一致同意审定通过。　　据悉，氮化钒铁系列检化验标准的制定，填补了国内行业相关领域的空白，为氮化钒铁的生产及评价产品的性能提供了标准依据，为打击伪劣产品，提升产品质量，推动产业升级和有序发展具有积极的促进作用。

传统的自旋信息器件主要基于对铁磁材料中磁矩的精确操控与探测，但由于杂散场、较小的磁各向异性场等本征缺陷，使得铁磁自旋信息器件面临挑战。具有零净磁矩的反铁磁材料拥有超快的自旋动力学特征、极小的杂散场和较强的抗外场干扰能力，在超高密度信息存储和超高速度信息处理方面颇具应用潜力，被认为是下一代自旋信息器件重要的候选载体材料。 　　拓扑反铁磁材料(如典型代表Mn3Sn)集合了常规反铁磁体中零杂散场和超快自旋动力学特征以及拓扑材料中非平庸拓扑能带诱导的大磁输运特性等优势，为反铁磁自旋信息器件的实际应用提供了可行的解决方案。其中，如何利用全电学方法有效操控、探测反铁磁的磁化状态以及设计并制备基于反铁磁材料的新型拓扑自旋结构，是其在信息存储或自旋逻辑器件应用中亟待解决的关键问题。 　　近日，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室王开友课题组与南方科技大学教授卢海舟合作，在无重金属电流注入的条件下，利用Mn3Sn自身非平衡局域自旋积累实现了非共线反铁磁外尔半金属的无外场磁化翻转，并进一步实现了全电控反铁磁多态翻转(图1)。 　　研究通过与铁磁/重金属异质结、共线反铁磁/重金属异质结的无外场翻转中读写效率比较发现，Mn3Sn具有更高的读写效率(反常霍尔电阻率/临界翻转电流密度)，这证明Mn3Sn是一种高效且稳定性高的反铁磁材料(图2)。与Mn3Sn异质结薄膜相比较，理论和实验表明纯Mn3Sn具有最大的对称性破缺，验证了Mn3Sn全电控磁化翻转的物理来源。 　　该工作解决了具有大读出信号的反铁磁材料难以利用全电学方法调控的难题，为设计和研制全电控反铁磁新功能器件和芯片的发展提供了可行方案。相关成果以All-electrical switching of a topological non-collinear antiferromagnet at room temperature为题，发表在《国家科学评论》(National Science Review，DOI：10.1093/nsr/nwac154)上。 　　为进一步探索基于非共线反铁磁Mn3Sn薄膜的新型拓扑自旋织构，王开友课题组与半导体所超晶格室常凯院士课题组、中国科学院合肥强磁场科学中心教授陆轻铀课题组合作，在Mn3Sn/Pt异质结构中，通过调节界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的大小，首次在室温下实现了Mn3Sn自旋织构从共面倒三角型到Bloch型斯格明子(skyrmions)的演化。 　　此外，在Mn3Sn/Pt系统中，该团队发现了温度诱导的斯格明子-反铁磁类半子(meron-like)自旋织构的非常规转变(转变温度大约220 K)(图3)。理论计算表明，这种拓扑自旋织构的转变与Mn3Sn晶胞内笼目(kagome)亚结构之间反铁磁交换相互作用的温度依赖性有关。 　　该工作不仅证明了非共线反铁磁异质结系统中丰富多样的拓扑自旋织构，而且为利用应变或插层等手段调节层间相互作用来构筑新型拓扑自旋织构提供了可行方案。相关成果以Topological spin textures in a non-collinear antiferromagnet system为题，发表在《先进材料》(Advanced Materials，DOI：10.1002/adma.202211634)上。 　　研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和北京市自然科学基金重点研究专题项目等的支持。图1.Mn3Sn展现出巨大的反常霍尔效应，基于非平衡自旋流积累实现了纯Mn3Sn磁化翻转，在此基础上演示了二态翻转和多态翻转。图2.非共线反铁磁Mn3Sn无外场翻转读写效率与其他有序磁性材料/重金属异质结无外场翻转的比较。结果表明纯Mn3Sn全电控磁化翻转的效率更高。图3.设计制备的非共线反铁磁/重金属(Mn3Sn/Pt)异质结中，利用界面DMI效应诱导出室温斯格明子以及220 K附近发现的斯格明子-反铁磁类半子的转变。

经过改革开放以来尤其是近十年的快速发展，钢铁行业市场配置资源作用不断加强，各种所有制形式的钢铁企业协同发展，产品结构、组织结构、技术装备不断优化，有效支撑了国民经济平稳较快发展。但钢铁行业在快速发展过程中所积累的矛盾不断加深并集中显现，产能持续释放、下游需求不振、企业效益低迷，生产经营面临巨大困难，迫切需要加强行业规范管理，引导企业不断转变发展方式，优化产业结构，加快实现钢铁工业转型升级。 　　根据《关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整的若干意见》(国办发[2010]34号)文件要求， 2010年6月，我部印发了《钢铁行业生产经营规范条件》。随着近两年钢铁行业发展形势的变化，以及《钢铁工业“十二五”发展规划》和相关环保新标准的颁布，我部对《钢铁行业生产经营规范条件》进行了修订，并将名称修改为《钢铁行业规范条件(2012年修订)》(以下简称《规范条件》)。 　　《规范条件》修订过程中，更加注重环境保护和节能减排，对钢铁企业在污染物排放、资源综合利用、能耗指标等方面进行了调整，实行更加严格的能耗环保管理标准。将吨钢烟(粉)尘排放量调整为不超过1.19千克，吨钢二氧化硫排放量不超过1.63千克，吨钢新水消耗提高到不超过4.1立方米，固体废弃物综合利用率不低于94%。同时，增加了烧结、炼铁等各工序新的排放标准。鼓励企业兼并重组，实现装备水平、环保水平、生产技术水平和产品竞争力的提升。 　　当前，我国一部分钢铁企业已具有相当竞争能力，有的已进入世界500强，成为各地经济发展、创造就业和推进工业化、城镇化建设的重要力量。但相当一部分企业缺乏行业管理基础，国家难以在金融、贸易、生产许可、环境保护、资源配置等方面规范管理。应当说《规范条件》的修订，有利于创造企业公平参与市场经营的政策环境，有利于面对行业现实，实事求是地对已有钢铁企业实施行业基础管理。有利于对优势企业将加强政策引导和支持，加快结构调整，实现转型升级 对能耗高、污染重、规模小等不符合《规范条件》的企业，综合运用法律、经济和市场手段，推动这些企业兼并重组或者退出钢铁行业。《规范条件》的实施对改变目前我国钢铁工业发展模式，引导企业节能减排、促进淘汰落后、推动兼并重组，实现结构调整和转型升级具有重要的现实意义。 　　附件：1.钢铁行业规范条件（2012年修订）.doc　　 2.钢铁行业范条件申请报告.doc