中国有色金属学报（英文版）

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梁敏洁,廖海洪,丁文江,彭立明,付彭怀

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2327-2333.

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对比研究了Mg-2Nd-4Zn-1Zr 合金在铸态和热处理态下显微组织结构的演变。借助TEM、SEM和XRD等研究发现，合金中的第二相有几种不同的种类特征。在铸态下，合金中存在的共晶化合物是由Mg、Nd和Zn 构成的两种不同类型的三元相：T相和W相。然而，经过热处理，随着时间和温度的变化，T相几乎完全溶解进入α-Mg基体中，但W相仍然大量剩余在基体中。此外，随着热处理时间的延长，沿晶界分布的第二相的形貌由连续分布的网状逐渐转变为球状。在热处理过程中，合金中W相是一种高热力学稳定相，其数量随着热处理的进行而逐渐减少，并最终粗化、稳定地存在于基体中。

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显微组织对镁合金冲击韧性的影响

黄正华, 戚文军, 徐静

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2334-2342.

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分析铸态和挤压态ZK60-xRE(RE=Dy、Ho和Gd，x=0-5)合金的显微组织，测试其冲击韧性，并讨论两者间的关系。结果表明，随着RE含量的增加，铸态组织逐渐细化；Mg-Zn-RE新相逐渐增多，而MgZn₂相逐渐减少直至消失，第二相趋于连续网状分布于晶界处。挤压态组织显著细化至微米级，破碎的第二相沿挤压方向趋于带状分布。冲击韧性值a_nK由铸态时的9~17 J/cm²提高至挤压态时的26~54 J/cm²。随着a_nK值的增加，断口宏观形貌由一粗糙平面经台阶多面向V型面转变，同时由单一放射区向纤维区和剪切唇区组成的两区转变；断口微观形貌由脆性断裂向韧性断裂转变。细小晶粒和细小弥散的第二相将有效提高镁合金的冲击韧性。

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热处理对挤压态Mg-2.7Nd-0.2Zn-0.4Zr合金组织、力学性能和体外降解行为的影响

章晓波,薛亚军,王章忠

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2343-2350.

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设计了Mg-2.7Nd-0.2Zn-0.4Zr(质量分数，%)镁合金作为可降解生物医用材料。对固溶处理后的铸锭进行了热挤压处理，然后对挤压棒分别进行了时效处理、固溶处理及固溶+时效处理。利用光学显微镜和扫描电镜观察了合金的组织，测试了合金的室温力学性能，采用析氢和失重法测试了合金在模拟体液中的降解行为，用扫描电镜观察了降解产物形貌及洗去降解产物后的形貌。结果表明：固溶处理后合金的晶粒明显长大，固溶处理显著提高挤压态合金的伸长率，但降低了合金的强度，而时效处理可提高合金的强度，降低合金的伸长率；热处理可降低合金的屈强比。体外降解实验结果表明：固溶处理使合金的降解速率稍微加快，而时效处理则能稍微减慢合金的降解速率。

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低温形变热处理制备Mg-6Gd-1Y-0.5Zr合金的力学性能

李德江,曾小勤,谢艳才,吴玉娟,丁文江,陈彬

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2351-2356.

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对固溶态的Mg-6Gd-1Y-0.5Zr合金进行低温形变热处理，处理工艺包括不同应变量的冷拉伸和随后在200 °C进行的峰值时效。结果表明：低温形变热处理合金的时效硬化动力学显著加速，随变形量增大，合金的峰值时效时间大幅度缩短。冷拉伸变形量为10%的合金在200 °C峰值时效后的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到251 MPa、296 MPa和8%，这些性能大大超过传统商业牌号的耐热镁合金WE54，尽管其总的稀土含量高于GW61K合金。

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冷却条件对超声振动法制备AZ91半固态浆料组织的影响

张亮,吴国华,王少华,丁文江

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2357-2363.

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利用超声振动法制备AZ91合金半固态浆料，在不同温度区间和冷却速率下对熔体进行超声处理，研究冷却条件对AZ91半固态浆料微观组织的影响。结果表明：在形核阶段，熔体在超声振动引发的空化和声流效应作用下，能够获得细小、近球状的初生α-Mg固相颗粒；在固液相线温度区间内，随着超声温度下限的降低，半固态浆料的固相率和固相颗粒的平均尺寸增加；在超声振动过程中，随着冷却速率的提高，半固态浆料的固相率增大，固相颗粒的平均形状因子降低。在本实验条件下，适宜的超声振动温度区间为605 °C到595 °C或590 °C，合适的冷却速率为2~3 °C/min。

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等温热处理工艺参数对Mg-8%Al-1%Si合金半固态显微组织的影响

曹丽杰,马国睿,唐春冲

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2364-2369.

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采用等温热处理工艺制备具有半固态显微组织的Mg-8%Al-1%Si合金，研究等温热处理工艺参数(等温温度和等温时间)对Mg-8%Al-1%Si合金显微组织的影响。结果表明：通过等温热处理工艺可以得到具有非枝晶组织的Mg-8%Al-1%Si合金。随着等温温度从560 °C升高至575 °C或等温时间从5 min延长至30 min，半固态组织中的液相体积分数增加，α-Mg晶粒尺寸变大并且其球化趋势明显。此外，在半固态组织中的共晶Mg₂Si相从汉字状转变成为颗粒状。研究等温热处理Mg-8%Al-1%Si合金中的共晶Mg₂Si相的形貌转变机制。

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流动应力-应变关系对5754O铝合金板成形极限的影响

王海波,万敏,阎昱

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2370-2378.

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为了合理描述单向拉伸试验曲线，给出了一种修正的Swift型流动应力-应变关系。基于两种流动应力-应变关系，采用Yld2000-2d屈服准则计算5754O铝合金板的成形极限应变图(FLD-strain)。通过对比理论和实验结果，发现基于修正的Swift型的应力-应变关系所计算的FLD-strain能够合理地描述实验结果。虽然常用的Voce型应力-应变关系能够精确地描述均匀变形阶段的变形行为，但基于该应力-应变关系计算的FLD-strain明显低于实验结果。结果表明，板料的强化率越高则相应的成形极限也越高。为了描述板料在非均匀变形阶段的变形行为和成形极限，建议了一种用于确定合理的流动应力-应变关系的方法。

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超细晶Inconel 718合金激光对接板的高温拉伸性能

曲凤盛,刘旭光,邢飞,张凯锋

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2379-2388.

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为使Inconel 718合金的筒形多层夹芯结构顺利成形，研究该合金激光对接板的高温塑性。结果表明，拉伸方向对激光对接板的伸长率有很大影响。横向拉伸时，在温度为950 °C和应变率为3.1×10^-⁴s^-¹的条件下，最大伸长率为458.56%，此时m值为0.352，焊缝未变形。纵向拉伸时，在温度为965 °C和应变速率为6.2×10^-⁴s^-¹的条件下，最大延长率为178.96%，此时m值为0.261，焊缝随母材同时变形，焊缝的微观组织为树枝晶，晶间析出了Nb含量较高的Laves相。纵向拉伸时，由于动态再结晶的缘故，焊缝中出现了由树枝晶和等轴晶组成的混合组织。高温变形后，焊缝中的大量Laves相转化为δ相，但焊缝中仍有小部分残余的Laves相存在。多层夹芯筒结构成形的结果表明，激光对焊板的高温塑性能满足其筒形夹芯结构的要求。

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带缺口的熔模铸造TiAl合金断裂特性的扫描电镜原位观察

陈艳飞,郑顺奇,涂江平,肖树龙,田竟,徐丽娟,陈玉勇

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2389-2394.

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采用感应凝壳熔炼技术和熔模铸造方法制备TiAl合金。在增量加载情况下，采用扫描电镜原位观察技术观察带缺口的熔模铸造TiAl合金试样的裂纹扩展和断裂特性。在拉伸变形的整个过程中，观察并分析裂纹萌生、扩展直至断裂的全过程。结果表明，TiAl合金的断裂机制不仅对于缺口区域附近的微裂纹敏感，而且与层片方向和加载轴的位向有关。当局部应力大于TiAl合金的断裂韧性时，高的拉伸应力就会导致裂纹萌生、扩展直至断裂失效。因此，TiAl合金的塑性和高的拉伸应力导致带缺口的TiAl合金的断裂失效。

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热处理对EB-PVD制备的NiCoCrAl薄板的微观结构和拉伸强度的影响

史国栋,王智,王奕首, ,武湛君,梁军

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2395-2401.

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采用电子束物理气相沉积技术制备NiCoCrAl合金薄板，研究热处理对合金薄板的微观结构和拉伸强度的影响。制备态的合金薄板具有柱状晶结构，柱状晶间存在间隙。经1050 °C热处理，柱状晶间的间隙消失，从而导致柱状结构间的结合强度提高；新相Ni₃Al在合金中析出，这有助于提高柱状结构间的结合强度。热处理后，合金薄板中残余应力减少，证明薄板中柱状结构间的界面结合有改善。柱状结构间结合强度的提高最终导致合金薄板的拉伸强度和伸长率的提高。

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锆合金在应变速率1000 s^-1下动态压缩显微组织的演化规律

邹东利,栾佰峰,刘庆

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2402-2408.

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研究锆合金在应变速率1000 s^-1动态压缩条件下的显微组织演化规律。基于相同应变速率下多次撞击的方法实现锆合金动态压缩下4个不同的应变水平。在不同的应变水平下，应力-应变曲线具有明显的应变硬化效应，几乎观察不到明显的热软化效应。标定的晶粒边界图像表明，在不同的应变水平下，在变形组织内均可观察到大量的小角晶界，同时，小角晶界的数量和密度随着应变的增加而增多。除了在晶粒边界图像中观察到的小角晶界和大角晶界外，在不同的应变水平下还可观察到孪晶界。孪晶界的类型主要包括{10 2}、{11 1}拉伸孪晶和{11 2}压缩孪晶，且大多数孪晶界为{10 2}拉伸孪晶。随着应变水平的增加，变形组织中孪晶界的密度变化不明显。基于不同应变水平下变形组织的表征，提出了动态载荷下锆合金变形和演化过程。显微硬度测试表明，撞击试样的硬度随着应变的增加而逐渐增大，这主要与位错塞积引起的应变硬化有关。

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Ti-Cr合金的非等温氧化及着火预测

弭光宝,黄秀松,李培杰,曹京霞,黄旭,曹春晓

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2409-2415.

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采用热重分析、XRD和SEM等方法研究Ti-Cr合金(0≤w(Cr)≤25%)从室温至1723 K的非等温氧化行为及氧化膜的微观结构，探讨Cr元素对Ti-Cr合金抗氧化能力的影响机制。结果表明：当Cr含量小于某一临界值w_C时，随着Cr含量的增加合金的抗氧化能力降低；当Cr含量高于w_C时，随着Cr含量的增加合金的抗氧化能力提高；当温度高到1000 K时，Ti-Cr合金的氧化仍符合抛物线规律，且主要发生钛的氧化；Ti-Cr合金氧化后基体中存在氧扩散层，氧化膜主要为金红石型TiO₂，内层氧化膜出现富Cr现象，Cr氧化物的析出提高了Ti-Cr合金的抗氧化能力。金属和合金的着火是一个快速非等温氧化的过程，预测了Ti-Cr合金着火阶段的氧化机制。

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Cu/Ti电子束叠加焊接对金属间化合物层的影响

陈国庆,张秉刚,刘伟,冯吉才

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2416-2420.

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对QCr0.8/TC4进行电子束焊接，研究焊缝中金属间化合物层(即IMC-layer)对接头力学性能的不利影响，提出利用电子束二次叠加焊接方式来改善接头性能的思路。结果表明，对中焊时在铜侧熔合线处形成的金属间化合物层，偏铜侧焊接时在钛侧熔合线处形成的金属间化合物层，是接头中的薄弱环节。利用电子束叠加焊接方式，须合理设计焊接顺序。先进行对中焊，再利用偏铜侧焊接，可将第一道焊缝形成的金属间化合物层破碎重熔，形成组织较好的化合物层，改善接头的力学性能。接头的抗拉强度为276.0 MPa，达到了母材强度的76.7%。

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深冷处理温度场和组织场的有限元模拟与实验验证

黎军顽,汤磊磊,李绍宏,吴晓春

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2421-2430.

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结合低温材料参数以及液氮浴沸腾换热系数，基于金属-热-力耦合理论建立深冷处理数值分析模型，再现新型冷作模具钢Cr8Mo2SiV(SDC99)的深冷处理过程。同时，通过设计深冷处理温度快速测量装置验证模拟结果的准确性。结果表明，深冷处理过程中试样心表温差和冷却速度的差异较大。这种温度和冷却速度的剧烈变化主要集中于从试件表面至心部的1/3厚度内。经过深冷处理后，试样内残余奥氏体将继续向马氏体转变，其最终体积分数减小为2.3%。模拟结果与实验结果非常吻合，这表明采用的数值分析方法能准确地捕捉试件在深冷处理过程中温度场和组织场的变化规律，能为深冷处理工艺的合理制定提供理论依据和借鉴。

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高速滚动轴承用TiNi60合金的润滑性能及油气润滑两相流流型的数值计算

曾群锋,赵西朦,董光能,吴红星

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2431-2438.

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销-盘摩擦磨损实验研究表明：TiNi60合金在PAO油润滑下具有优异的摩擦学性能，稳定阶段的平均摩擦系数由干摩擦的0.6降低到油润滑下的0.1，而且非常稳定。从SEM磨损形貌图可知：油润滑下TiNi60合金的磨损表面光滑，粘着磨损明显减弱。在实际研究中，仿真计算是获得高速滚动轴承在油气润滑下各项工作性能数据的有效方法。采用FLUENT数值计算了油-气两相流在水平管子内的流型分布，得到了最佳油、气的进口速度，为高速滚动轴承用TiNi60合金在油气润滑下的使用提供了理论依据。仿真计算结果表明：当空气速度为10 m/s和油速度为0.05 m/s时，可以得到最佳的环状流型分布。

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Ni₇₅Al_7.5V_17.5相变过程中L1₂相合金元素占位几率演化的微观相场模拟

张明义,刘富,陈铮,郭红军,岳广全,杨坤

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2439-2443.

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基于微观相场模型，研究Ni₇₅Al_7.5V_17.5合金在相变过程中L1₂相内合金元素演化与DO₂₂相生长之间的关系。研究表明，在L1₂相向DO₂₂相转变的过程中，DO₂₂相的长大可以分为两阶段。在早期，L1₂相内合金元素的成分基本不变，DO₂₂相的长大主要受L1₂相间有序畴界的减少所控制。在后期，DO₂₂相长大所需的V一部分来自L1₂相内部，一部分来自L1₂相体积的减少，其中，相内部为DO₂₂相长大所提供的V则主要来自Al格点位置，由于L1₂相体积减少而富余的Al向L1₂相内部扩散迁移并主要占据Al格点位置，富余的Ni则同时向L1₂相内部和DO₂₂相内部扩散，主要占据L1₂相的Ni位置。DO₂₂相长大的后期主要受L1₂相内反位缺陷和第三组元的演化所控制。

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晶体塑性模型分析微圆柱墩粗变形尺寸效应机理

程利冬,王振龙,

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2444-2450.

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为了分析单个晶粒变形行为对微成形的影响，将自由表面的晶粒看作单晶体构建晶体塑性模型。基于率相关晶体塑性理论，考虑试样尺寸、初始晶体取向及其分布，分析微圆柱体墩粗变形中尺寸效应机理。结果表明，流动应力随着试样尺寸的减小而明显减小，晶体取向的分布对试样流动应力具有显著影响，并随着塑性变形的进行而减小。由于单晶体的各向异性，在试样表层发生了明显的非均匀变形，这将导致表面粗糙度的增加，小尺寸试样则更加明显。过渡晶粒的存在使得晶粒各向异性对表面形貌的影响减小。模拟结果得到了实验验证，这表明所建立的模型适合于以尺寸依赖性、流动应力分散性和非均匀变形为特点的微成形工艺分析。

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ZnSnO₃-SnO₂纳米片分级结构的自组装及气敏特性

曾毅,邴一飞,刘畅,郑伟涛,邹广田

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2451-2458.

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通过一个简单的水热方法成功地合成出由SnO₂纳米片作次级结构的新型花状ZnSnO₃-SnO₂分级纳米结构。ZnSnO₃多面体在生长分级SnO₂纳米片的过程中主要起模版作用，制备出的SnO₂纳米片的厚度约为 25 nm。还讨论了ZnSnO₃-SnO₂样品的形貌随反应时间变化的规律，并且进一步讨论了形成这种分级结构的形成机制。此外，由这种新型ZnSnO₃-SnO₂纳米结构作敏感材料的气体传感器对乙醇气体具有高灵敏和快响应的特点。ZnSnO₃-SnO₂纳米片在最佳工作温度270 °C时，对50×10^-6乙醇气体的灵敏度约为27.8，其响应和恢复时间分别在1 s和1.8 s内。

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单晶ZnO六棱锥的PEG400辅助热分解合成及其光致发光性能

刘劲松,张朔,李子全,朱孔军,陈建康,裘进浩,王春花,高雪琴,王莉萍

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2459-2464.

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将由Zn(CH₃COO)₂·2H₂O和Na₂CO₃通过室温研磨反应获得的前驱体在PEG400存在下于240 °C热分解获得大量的ZnO六棱锥产物。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征产物的晶体结构和形貌。进一步的实验结果表明：PEG400在ZnO六棱锥形成过程中发挥着重要作用，单六棱锥和双六棱锥的结构差异来自于热分解反应。光致发光谱(PL)测试表明：ZnO六棱锥在386 nm处展示强的近带隙发射，在550 nm处展示较弱的绿光发射。435 cm^-1处的拉曼振动表明ZnO六棱锥具有良好的晶体质量。

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微波水热法合成花状纳米ZnO及其光催化活性

伍水生,贾庆明,孙彦林,陕绍云,蒋丽红,王亚明

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2465-2470.

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使用氯化锌和精氨酸作为反应物，通过简单的微波水热技术制备花状纳米氧化锌。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所合成的纳米氧化锌进行晶体结构和形貌的表征。通过拉曼光谱和光致发光(PL)光谱对纳米氧化锌的光学性能进行研究，证实了合成物为高结晶度的纳米氧化锌。在紫外光辐射下，合成的ZnO光催化降解亚甲基蓝(MB)有较好的效果，紫外光催化2 h后亚甲基蓝的降解率达到95.60%。ZnO光催化降解亚甲基蓝可以描叙为一级动力学反应，降解速率常数在1.0675~1.6275 h^-1的范围中，这与所合成的ZnO形貌有关。

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(Y_0.95Eu_0.05)₂O₃亚微米球、微米板片的选择合成及荧光性能的形貌依存性

朱琦,李继光,胥永,李晓东,孙旭东

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2471-2476.

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采用先水热合成 (150 °C, 12 h)、后煅烧(1000 °C)来实现(Y_0.95Eu_0.05)₂O₃亚微米球形和微米板片红色荧光颗粒的形貌可控合成。通过XRD、FT-IR、FE-SEM和PL等检测手段对样品进行分析。结果表明：将尿素与Y+Eu的摩尔比由10增大至40~100，得到的前驱体由碱式碳酸盐亚微米球转变为碳酸盐微米片；经1000 °C煅烧所得氧化物能够继承前驱体的形貌特征；板片二维形貌的限制内部晶粒自由生长，使更多的(400)晶面暴露在板片颗粒表面；在250 nm紫外光的激发下，荧光颗粒的荧光发射峰位及荧光不对称因子[I(⁵D₀→⁷F₂)/I(⁵D₀→⁷F₁), ~11]均与颗粒形貌的相关性不强，但荧光强度呈现明显的形貌依存性；微米板片颗粒的尺寸大，从而其比表面积小，因此具有更高的荧光强度(微米板片在~613 nm处的荧光强度为球形颗粒的~1.33倍)。

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球形活性炭负载和Er³⁺:YAlO₃掺杂TiO₂的制备及其在可见光下降解甲基橙

董双石,张建宾,高琳琳,王艳龙,周丹丹

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2477-2483.

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为使TiO₂能够在可见光下发挥其于紫外激发下的高光催化活性，且易于从处理废水中分离，采用溶胶-凝胶法将TiO₂与掺杂稀土离子Er³⁺的上转换发光剂Er³⁺:YAlO₃结合，再将其负载到球形活性炭(SAC)表面，制备出可见光响应的负载型Er³⁺:YAlO₃/TiO₂-SAC光催化剂。通过XRD、EDS、SEM与FSA等手段对制备的光催化剂进行晶相、表面结构与元素分布、发光光谱等表征。以甲基橙为目标污染物，研究制备的光催化剂在可见光下的催化活性。结果表明，Er³⁺:YAlO₃可以作为上转换发光材料，它吸收可见光并发射紫外光进而激发TiO₂。700 °C煅烧制备的催化剂具有最佳的光催化活性，可见光下表观反应速率常数可达0.0197 min^-1。

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纳米MoS₂/膨润土复合物的合成及其在去除有机染料中的应用

胡坤宏,赵娣芳,刘俊生

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2484-2490.

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通过在H₂中煅烧沉积在膨润土表面的MoS₃，制备纳米MoS₂/膨润土复合物。利用热重分析、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等对获得的复合物进行表征。结果表明：纳米MoS₂微粒分布在膨润土表面并形成层状结构，层间距大约为0.64 nm。获得的复合物具有优良的脱除甲基橙的性能，并受到复合物用量、甲基橙初始浓度、温度和pH值等操作条件的影响，但不受光源的影响。复合物脱除甲基橙属于吸附机理，符合准二级动力学模型。

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Au/Al₂O₃层状复合纳米涂层的制备及其抗氧化性能

高俊国,陆峰,汤智慧,王长亮,何业东

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2491-2497.

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采用磁控溅射法成功制备Al₂O₃/Au层状复合纳米涂层，所制备的涂层结构致密且由Al₂O₃层和Au层交替组成。采用高温循环氧化实验对复合涂层在不锈钢基体上的高温抗氧化性能进行分析评价。结果表明：Al₂O₃/Au层状复合纳米涂层极大地改善不锈钢基体的抗氧化和抗剥落性能。其抗氧化机理与涂层能够有效地抑制氧向合金基体的扩散并促进不锈钢基体中Cr元素的选择性氧化有关；抗剥落机理可归因于复合涂层中的Au层和纳米结构的Al₂O₃层能够有效地松弛高温热循环过程中产生的热应力，从而提高涂层的抗剥落性能。

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激光熔覆Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷涂层的界面特征

高雪松,田宗军,刘志东,沈理达

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2498-2503.

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利用高频辅助激光熔覆技术在镍基合金上制备Al₂O₃-13%TiO₂(质量分数)陶瓷涂层。采用SEM、XRD和EDS等方法分析陶瓷涂层的微观结构和陶瓷层与粘结层之间的结合界面。结果表明：陶瓷层出现了完全熔化区和液相烧结区双层结构，其中，完全熔化区颗粒充分烧结长大，而液相烧结区则出现了三维网状结构，该三维网状结构由熔化的TiO₂相包裹Al₂O₃颗粒形成。通过激光熔覆作用下的粉末熔化和扁平化行为解释双层结构形成机理。同时，在陶瓷层与粘结层的结合界面上发现具有尖晶石结构的NiAl₂O₄和针状结构的Cr₂O₃，证明在激光熔覆过程中发生的化学反应可以有效增加陶瓷层与粘结层的结合强度。

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Langmuir-Blodgett自组装法制备超大尺寸氧化石墨烯透明导电薄膜

郑庆彬,师丽芳,杨俊和

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2504-2511.

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采用化学方法制备直径约100 µm的超大尺寸氧化石墨烯，利用Langmuir-Blodgett自组装法将其逐层沉积于基体表面，制备透明导电薄膜。经过高温还原后，平坦、紧密排列结构的石墨烯薄膜具有高导电性及透明度。在86%的透明度下，获得的表面电阻为605 Ω/sq，此光电性质优于用化学气相沉积法在Ni表面生长的薄膜。该方法具有易操作、成本低、便于工业化大规模生产等优势。

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热挤压制备BaTiO₃/Al复合材料的阻尼性能

范根莲,李志强,张荻

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2512-2516.

摘要 ( )

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为了开发新型高阻尼金属基复合材料，以高温烧结后的大晶粒钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷作为增强体，通过粉末冶金和热挤压方法制备钛酸钡颗粒增强铝基复合材料，并研究其阻尼特性和力学特性。动态力学分析结果表明，大晶粒钛酸钡陶瓷本身具有很好的阻尼性能，阻尼值可达0.12。但在纯铝基体中加入质量分数为10%BaTiO₃制备的BaTiO₃/Al复合材料的室温阻尼性能和铝基体相比并无明显改善，而450 K以上的阻尼性能由于界面附近的位错运动而大幅度提高。钛酸钡增强体的本征阻尼性能未能充分发挥的原因在于钛酸钡颗粒与铝基体之间的界面结合不良，导致钛酸钡颗粒内部的能量耗散机制无法触动。复合材料的拉伸性能比相应纯铝基体的提高了42%，这意味通过改善界面结合和加入高含量的碳酸钡阻尼增强颗粒，有望获得高强度高阻尼金属基复合材料。

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高性能锂离子电池负极材料CoO/石墨烯纳米复合结构的超声法制备

陈炳地,彭成信,崔征

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2517-2522.

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以羰基钴为原料，采用简易超声法制备氧化亚钴和石墨烯纳米复合结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及光电子能谱(XPS)对该纳米复合结构进行表征。结果表明：粒径为3~5 nm的氧化亚钴纳米颗粒均匀分布于石墨烯表面。将氧化亚钴/石墨烯纳米复合结构用作锂离子电池负极材料，电化学测试结果表明，该复合结构具有高电容量(50次循环后电容量为650 mA∙h/g，约是商用石墨电极的2倍)、高库伦效率(高于95%)以及很好的循环稳定性。该优异的电化学性能源于氧化亚钴/石墨烯纳米复合结构的特点：纳米尺寸的氧化亚钴颗粒分散于导电的石墨烯衬底上，有利于锂离子的嵌入和脱嵌，缩短了锂离子的扩散路径，提高了氧化物的导电性，从而改善了材料的电性能。

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花状CuO和花状CuO/石墨烯复合材料的制备及其在锂离子电池中的应用

陈晗,冯钒,胡忠良,刘富生,龚文强,向楷雄

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2523-2528.

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采用水热法合成了花状CuO 和花状CuO/石墨烯复合材料。采用XRD、SEM、TEM、BET、TG对材料的结构、形貌及性能进行表征和分析。花状CuO由CuO的纳米片组成，平均直径为4.2 µm，比表面积为12.6 m²/g。与花状CuO相比，花状CuO/石墨烯复合材料具有更高的充放电容量和更优良的循环稳定性。在0.1C、1C倍率下，其放电容量分别为603 mA·h/g、382 mA·h/g；在1C倍率下，经过50次循环，其容量保持率高达95.5%。

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溶液法合成锂离子纳米Li₂FeSiO₄/C电池正极材料

杨蓉,刘晓艳,曲冶,雷京,Jou-HyeonAHN

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2529-2534.

摘要 ( )

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以蔗糖为碳源，利用溶液法在温和条件下合成Li₂FeSiO₄/C的前驱体，煅烧后得到纳米球形Li₂FeSiO₄/C正极材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明，采用此法合成的前驱体在700 °C 煅烧9 h得到的纳米Li₂FeSiO₄/C在室温、1.5~4.6 V的电压范围内，于 C/20倍率下前3次放电容量达到166 mA·h/g，30次循环后容量仍保持有158 mA·h/g，容量保持率达95%，表明其具有良好的电化学性能。

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溶胶-凝胶法合成LiMnPO₄/C锂离子电池复合材料

钟胜奎,王友,刘洁群, 王健

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2535-2540.

摘要 ( )

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通过溶胶-凝胶法合成 LiMnPO₄/C锂离子电池复合材料，采用XRD、SEM和电化学性能测试对LiMnPO₄/C进行性能表征。XRD研究表明，在500 °C下能够合成得到纯的LiMnPO₄；SEM研究表明，柠檬酸作为螯合剂和碳源能有效地抑制LiMnPO₄/C颗粒的长大。在500 °C下烧结 10 h合成的LiMnPO₄/C样品的电化学性能最好，首次放电容量为122.6 mA∙h/g, 以0.05C倍率循环30次后其容量为112.4 mA∙h/g。

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耐久型高倍率性能锰酸锂微球的合成

周玉波,邓远富,袁伟豪,施志聪,陈国华

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2541-2547.

摘要 ( )

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以Mn²⁺和NH₄HCO₃为原料，通过控制结晶法合成球形MnCO₃前驱体模板。以LiNO₃和MnCO₃为原料，按照一定的摩尔比机械混合，在700 °C下煅烧8 h，合成高倍率性能和长循环性能的球形尖晶石LiMn₂O₄材料。分别考查原料的摩尔比、反应时间以及反应温度对前驱体MnCO₃形貌和产率的影响。采用X射线粉末衍射和扫描电镜对合成的MnCO₃和LiMn₂O₄进行表征，对LiMn₂O₄样品进行室温条件下的充放电性能测试。电化学测试结果表明：尖晶石锰酸锂微球在10C的放电倍率下的首次放电容量达90 mA∙h/g (1C放电容量为148 mA/g)，800次循环后容量保持率达到75%。该方法合成的LiMn₂O₄微球作为高功率型锂离子电池的正极材料有着较好的应用前景。

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冶金硅定向凝固法制备太阳能级多晶硅及其微观组织与位错

苏海军,张军,刘林,傅恒志

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2548-2553.

摘要 ( )

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以冶金硅为原料，探索采用具有高温度梯度的真空定向凝固技术制备低成本太阳能级多晶硅，并研究其在不同生长条件下的微观组织特征、晶界与晶粒大小、固液界面形貌以及位错结构。结果表明，当凝固速率低于60 μm/s 时，能获得具有高密度和良好取向的定向凝固多晶硅棒状试样，硅晶粒大小随凝固速率的增大而减小；在控制凝固过程，获得平的固液界面形貌是获得沿凝固方向排列柱状晶的关键；由于硅的小平面生长特性，微观组织中出现了位错生长台阶和孪晶结构；在晶粒中，位错分布呈现不均匀性，并且位错密度随凝固速率的增加而增加；在此基础上，讨论了多晶硅的生长行为以及位错形成机制。

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金属生物材料支架的微结构拓扑优化设计及选区激光熔化制造

肖冬明,杨永强,苏旭彬,王迪,罗子艺

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2554-2561.

摘要 ( )

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生物材料支架的精确设计和制造是骨组织工程系统研究的基础。生物材料支架应该同时满足大孔隙率和与骨组织匹配的力学性能要求。这两个目标相互制约，大的孔隙率会降低其力学性能。利用拓扑优化的方法，在体积分数的约束下，寻求刚度最大的最优材料分布微结构。建立算法，得到了不同体积分数的2D和3D最优微结构，并提取3D拓扑优化的结果，然后将其转化为STL格式的CAD模型文件。微结构在三维方向整列成支架结构，通过选区激光熔化方法制造30%(体积分数)的Ti支架样品。从SEM图像看出，支架样品的结构和孔径与CAD模型基本一致，500 μm微结构单元的平均孔径为231 μm。复杂形状金属生物材料支架的精确制造证实了选区激光熔化技术在金属生物医学材料制造中的可行性。

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不同预制体炭/炭复合材料在髋关节模拟试验机中的磨损颗粒表征

张磊磊,李贺军,张守阳,卢锦花,张雨雷,赵雪妮,谷彩阁,曾燮榕

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2562-2568.

摘要 ( )

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采用髋关节模拟试验机检测穿刺碳布预制体和碳毡预制体炭/炭复合材料的磨损行为。分离提取产生的磨损颗粒，检测颗粒形貌和尺寸分布并提出颗粒的演化过程。结果表明：炭/炭复合材料磨损颗粒的尺寸分布在亚微米至数十微米之间，颗粒形貌呈现破损纤维状、纤维碎片状、片状和球状。穿刺碳布预制体炭/炭复合材料比碳毡预制体炭/炭复合材料的磨损颗粒尺寸分布范围更广泛，磨损颗粒中的破损碳纤维状和片状形貌较多。热解碳颗粒的演变主要是其表面的规则化过程，而碳纤维颗粒的演变主要与髋关节模拟试验机提供的应力方向有关。

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电磁场辅助CVD沉积倒锥状热解炭的微结构及形成机理

涂川俊,黄启忠,张明瑜,赵新奇,陈江华

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2569-2577.

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采用电磁场辅助CVD法，在650~750 °C的温度下制备出具有中空结构的倒锥状热解炭。此类倒锥状热解炭生长在C/C复合材料中热解炭的表面。采用高分辨率透射电镜对倒锥状热解炭的内部结构进行精细表征。结果表明，倒锥状热解炭的内部织构呈现出从根部杂乱的缠绕织构直接到其紧邻茎部有序的高织构的变化趋势，而从其茎部至锥尾部区域，炭微晶结构有序化程度逐渐降低。倒锥状热解炭的形成机理可推测为是一种在强电磁场作用下的极化诱导效应和击穿放电作用下的颗粒填充效应的综合作用。

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双晶体NiTi形状记忆合金在无/有应力作用时效下的Ni₄Ti₃相沉淀行为模拟

柯常波,曹姗姗,马骁,张新平

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2578-2585.

摘要 ( )

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运用相场方法研究双晶体NiTi形状记忆合金分别在无应力和有应力作用下时效过程中Ni₄Ti₃相的沉淀行为，模拟研究两种不同初始过饱和度(Ni含量分别为51.5%和52.5%，摩尔分数)的NiTi基体并考虑外加应力的影响。模拟结果表明，在无应力作用的体系中，当体系Ni原子初始浓度相对较低(51.5% Ni)时，Ni₄Ti₃相以非均匀的方式析出，其中晶界上存在大量的Ni₄Ti₃变体，晶界内大部分区域无变体；当体系Ni原子初始浓度较高(52.5% Ni)时，Ni₄Ti₃在整个双晶体系中均匀析出。在所研究的两种初始浓度下，一定大小的外加应力将直接导致Ni₄Ti₃变体在整个模拟体系中均匀析出，而两晶粒中变体的类型分布有所不同。

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摩擦条件对化学混杂复合镀层Ni-P-Gr-SiC摩擦性能的影响

何美凤,胡文彬,钟澄,翁俊飞,沈彬,仵亚婷

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(10): 2586-2592.

摘要 ( )

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研究化学复合镀层Ni-P-Gr-SiC的摩擦磨损性能，主要研究石墨复合量、载荷及转速对复合镀层摩擦性能的影响。采用SEM和EDAX对磨损表面和截面进行磨痕形貌和成分分析。结果表明，由于石墨和碳化硅两相颗粒的协同作用，复合镀层显示出良好的减摩性能和耐磨性。分析表明，摩擦试样的亚表层形成的富石墨机械混合层对摩擦体系保持良好的摩擦性能起到重要作用，同时碳化硅颗粒的承载作用有效避免富石墨机械混合层在摩擦剪切力作用下的断裂。

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2012年, 第22卷, 第10期　刊出日期：2012-10-25

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