中国有色金属学报（英文版）

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EBSD技术在大塑性变形制备超细晶与纳米材料中的应用：试样制备、参数优化与数据分析

陈勇军, Jarle HJELEN, Hans J. ROVEN

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1801-1809.

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在场发射扫描电镜的帮助下，电子背散射技术(EBSD)能用来研究大小低达几十纳米的晶粒(或亚晶粒)，其角分辨率达~0.5°。EBSD技术的快速发展(电子衍射花样的采集速度已高达1100点/s)使其相关领域的科技论文发表数量迅速增加。本文评述了EBSD的试样制备、参数优化和数据分析，特别是在大塑性变形(SPD)制备超细晶和纳米材料方面的应用。总结了电化学抛光、二氧化硅乳液机械抛光和离子束抛光等EBSD试样制备技术的优缺点和实用参数。结果表明，离子束抛光技术是一项通用的、几乎适用于所有EBSD试样的有效抛光方法。随着EBSD扫描步长的变化，花样的标定率存在一个极大值。最优化的EBSD扫描步长取决于试样图片的放大倍数和数据采集板的分辨率(或电子步长)。对晶粒和亚晶粒、织构和晶界结构等进行分析是EBSD的基本功能。EBSD也可对塑性变形的应变和存储能等进行分析。

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大塑性变形纳米结构Al-Mg合金中的形变缺陷和电子辐照效应

刘满平,孙少纯,HansJ.ROVEN,于瀛大,张桢,MaximMURASHKIN,RuslanZ.VALIEV

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1810-1816.

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为澄清大塑性变形纳米结构Al-Mg合金中形变缺陷形成的本质，采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究电子辐照对高压扭转合金中面缺陷形成的影响。结果表明：对已有高密度面缺陷的HRTEM图像，经电子束照射一段时间后，这些面缺陷会完全消失；而在没有缺陷的HRTEM图像区域进行电子辐照，即使电子束的照射提高到足以在该区域击出孔洞，整个过程均未观察到任何晶格缺陷。因此，高压扭转合金中的面缺陷主要来源于极度的塑性变形，而与HRTEM观察过程中的电子辐照效应无关。

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TC4钛合金表面激光熔覆法制备Y₂O₃颗粒增强Ni/TiC复合涂层

张可敏,邹建新,李军,于治水,王慧萍

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1817-1823.

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采用激光熔覆法在TC4钛合金表面原位制备Y₂O₃颗粒增强Ni/TiC复合涂层，研究涂层的相组成、微结构、成分分布及性能。结果表明，复合涂层内的微结构和成分在深度方向具有分层现象，这主要是由激光熔覆过程的快速熔凝和冷却过程所致。在激光熔覆过程中，TiC粉末完全熔化并在凝固过程中析出为细小枝晶，这些TiC枝晶的尺寸随着深度的增加而减小，而Y₂O₃颗粒则分布在整个重熔层中。Y₂O₃颗粒增强Ni/TiC复合涂层具有较均匀的硬度，其最高值约为HV1380，比基体高4倍以上。由于复合涂层具有高的硬度，钛合金经过激光熔覆后其耐磨性得到大幅度提高。

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预变形结合人工时效对Al-Mg-Si 合金力学性能的影响

MichalKOLAR,KetillOlavPEDERSEN,SverreGULBRANDSEN-DAHL,KnutMARTHINSEN

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1824-1830.

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研究预变形结合人工时效处理对AA6060铝合金强度和韧性的影响。对经过均匀化热处理和挤压加工的AA6060铝合金进行固溶处理，然后对材料实施0-10%的预变形并再进行时效处理或者在人工时效过程中进行同步变形。通过对不同时效处理后的合金的显微硬度和拉伸性能分析，发现预变形对材料的时效行为和力学性能有显著影响，它可以使合金的时效速度明显加快。比较预变形和同步变形对人工时效的影响发现，同步变形结合人工时效可以使该合金在更短的时间内得到更好的力学性能。对两种变形对时效行为的影响机理进行了探讨。

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快速凝固富钛Ti-V合金的微观组织和储氢性能

SuwarnoSUWARNO,JanKetilSOLBERG,JanPetterMAEHLEN,BenteKROGH,BørreToreBØRRESEN,EstherOCHOA-FERNANDEZ

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1831-1838.

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研究目的在于优化Ti_0.8-0.9V_0.2-0.1二元合金的相结构成分、微观组织和储氢性能。该合金主要用于从含有大量一氧化碳的高温气态混合物中吸收氢气。Ti_0.8-0.9V_0.2-0.1合金中的α-(HCP) 和β-(BCC) 相在纯氢气中基于氢化作用，形成单相FCC结构的氢化物，此过程与合金的化学成分无关。同步辐射X射线衍射的原位分析表明，在含有氢气和10%一氧化碳的混合气体中，只有β相转变成相应的氢化物。快速凝固 (RS) 处理细化了Ti_0.8V_0.2和Ti_0.9V_0.1合金的晶粒组织，而且，快速凝固处理增加了Ti_0.9V_0.1合金中的β相，其所占比例是普通熔铸条件下的两倍。扫描电子显微镜 (SEM) 分析表明，Ti_0.9V_0.1合金含有片状组织，层片的厚度约为300 nm。热脱附谱 (TDS) 显示，微观组织的细化可以加快氢脱附的动力学过程。

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第二相对等径弯角挤压处理TiNi合金和Ti-Mo基合金力学性能及马氏体转变的影响

宋杰,王立明,张效宁,孙小刚,江鸿,范志国,谢超英,吴明雄

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1839-1848.

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借助ECAP技术对TiNi合金和Ti-Mo基记忆合金在673~773 K进行挤压处理，挤压路径为B_c，以获得超细晶组织，从而增强母相的强度，改进材料的性能。研究热力学稳定相及亚稳相对这两种合金的力学性能和马氏体转变的影响。结果表明，对于富钛TiNi合金，热力学稳定相Ti₂Ni对马氏体转变及超弹性没有影响，而稳定相α相则可造成 Ti-Mo-Nb-V-Al塑性降低。亚稳Ti₃Ni₄相对富镍TiNi合金的R相变、马氏体转变及超弹性有很大影响。并对第二相对TiNi合金和Ti-Mo基合金力学性能、马氏体转变的影响进行分析。

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超细纯镁及镁钛粉体的制备及储氢性能

李镇华,邹建新,曾小勤,孙海全,丁文江,

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1849-1854.

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采用直流电弧等离子体方法制备超细纯Mg及Mg-Ti粉体。运用 X射线衍射(XRD)，透射电子显微镜(TEM)，压力-成分-温度(PCT)方法和TG/DTA技术研究粉体吸放氢前后的相组成、微观结构和吸放氢性能。结果表明，大部分超细Mg和Mg-Ti颗粒呈六角形，颗粒大小在50-700 nm范围内。根据范特霍夫方程计算由PCT曲线获得的吸氢平台压力，Mg-Ti粉的氢化焓约为-67 kJ/mol H₂，显著高于纯镁粉的氢化焓-78.6 kJ/mol H₂。TG/DTA分析表明，氢化后Mg-Ti粉的放氢起始温度为386 °C，低于氢化纯镁粉的放氢温度(423 °C)。通过电弧蒸发法直接向Mg中添加Ti而获得的Mg-Ti超细粉体可以显著改善镁的储氢热力学性能。

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成分和烧结温度对ZrO₂颗粒增强型钛基复合材料力学性能的影响

韩超,李云苍,梁晓光,程莲萍,赵娜,朱心昆

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1855-1859.

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钛利用粉末冶金方法制备钛基复合材料。采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜及力学性能测试仪研究材料成分和烧结温度对显微结构及性能的影响。结果表明：加入ZrO₂颗粒能够提高粉末冶金钛基复合材料的力学性能。加入4% ZrO₂，在1100 °C下烧结4 h，得到的钛基复合材料的相对密度为93.9%，屈服强度能达到1380 MPa(比纯钛高570 MPa)，并且具有良好的塑性(极限应变超过24%)。

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Al-Cu-Zr和Al-Cu-Zr-Ti-V合金中Al₃Zr析出相的析出行为

贾志宏,Jean-PhilippeCOUZINIÉ,NadiaCHERDOUDI,IvanGUILLOT,LarsARNBERG,PetterÅSHOLT,StigBRUSETHA

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1860-1865.

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利用透射电子显微技术研究Al-Cu-Zr和Al-Cu-Zr-Ti -V合金中Al₃Zr的沉淀析出行为。亚稳态的Al₃Zr沉淀相在枝晶中心均匀形核并获得均匀分布。然而，在枝晶边缘区域的析出复杂，观察到由许多球形Al₃Zr析出颗粒组成的螺旋状和条状的形貌。条状的沉淀团簇沿á100ñ铝方向优先排列，这可能与Al₂Cu的亚稳态θ′和稳态θ析出相相关。添加铜有利于Al₃Zr沉淀相从L1₂→D0₂₃的结构转变。

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Al-Sc-Zr合金中析出相的形成及再结晶抑阻

贾志宏,JosteinRØYSET,JanKetilSOLBERG,刘庆

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1866-1871.

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通过冷硬铸造法制备Al-x%Sc-0.11%Zr合金(x = 0，0.02，0.05，0.08，0.11，0.15)，研究合金在475 °C保温12 h热处理条件下不同钪含量对Al₃(Sc, Zr)析出的影响。研究发现，Al₃(Sc, Zr)析出相的形核、析出和分布与钪含量密切相关。透射电子显微镜研究表明，随着钪含量的增加，析出相的平均半径减小，密度增大，分布变得越来越均匀。将90%冷轧样品在200~600 °C的温度区间等温退火0.5 h，再进行抗再结晶能力的研究。结果表明，未添加钪的合金的再结晶温度为250 °C，而添加0.15%钪后形成的Al₃(Sc, Zr)析出相使得再结晶温度升高到约600 °C。

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淬火速率对AA7108铝合金的微观结构和力学性能的影响

IdaWESTERMANN,AnnLeniHAUGSTAD,YngveLANGSRUD,KnutMARTHINSEN

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1872-1877.

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在480 °C固溶温度对AA7108铝合金进行不同工艺的淬火。将合金连续冷却、淬火至中间温度(400，300和200 °C)并保温不同时间，再进行工业两步人工时效处理，以获得最大强度(T6)。T6态淬火材料的拉伸试验表明，材料的强度很大程度上取决于冷却/保温时间。通过透射电子显微镜(TEM)观察材料中沉淀物结构来解释材料的力学性能差异。

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AlMnFeSi合金退火过程中的微观组织及力学性能的演变

王宁,JarlErikFLATØY,李彦军,KnutMARTHINSEN

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1878-1883.

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通过2种不同的均匀化热处理及随后的冷轧，使一种3xxx系模型合金获得不同尺寸和分布的弥散析出相，并使铝基体含有不同含量的Mn。系统研究不同均匀化热处理组织和冷轧变形量对退火过程中模型合金的回复与再结晶行为的影响。根据实验结果，绘制出弥散析出相和再结晶过程的相互作用时间-温度-转变曲线 (TTT)。TTT曲线显示固溶体中Mn的含量和弥散析出相的颗粒密度对软化行为有强烈的影响。在再结晶退火过程中或再结晶退火之前析出的高密度、细小、弥散析出相显著阻碍软化过程，并形成粗大的再结晶组织。在没有细小、稠密的弥散相影响下的再结晶退火，可以获得均匀、细小的等轴晶。而且，弥散析出相对再结晶过程的阻碍作用取决于再结晶过程的持续时间和弥散析出相的数量。在持续时间长的再结晶过程中，细小、稠密的弥散相对再结晶有着强烈的影响，而在其他情况下影响则有限。不管再结晶过程中是否受到弥散相析出的影响，在再结晶退火之前已经存在于组织中的细小、稠密的弥散相 (平均尺寸0.1 µm) 也会导致再结晶退火之后形成粗大的再结晶组织。

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型砂及壁厚对锶变质A356铸造合金组织和性能的影响

孙少纯,袁博,刘满平

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1884-1890.

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采用硅砂、宝珠砂和铬铁矿砂3种不同砂型作为造型材料浇注多阶梯铸件试样，对比研究不同冷却条件对Al-10Sr中间合金变质A356 (Al-7Si-0.3Mg)铸造合金力学性能和显微组织的影响。结果表明：在3种造型材料中，铬铁矿砂浇注试样具有最好的组织和力学性能。随着冷却速度的增加，枝晶间距显著变小，力学性能有所改善，其中伸长率对冷却速度比抗拉强度更敏感。这种性能的提高主要是由于枝晶间距更加细密和基体中自由Sr原子数的提高造成的。根据实际的试验数据，模拟建立不同砂型条件下枝晶间距和力学性能之间的回归分析模型，该模型可用于预测Sr变质A356合金铸件的抗拉强度和伸长率。

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挤压Mg-8.5Gd-2.3Y-1.8Ag-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

周浩,王渠东,陈杰,叶兵,郭炜

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1891-1895.

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研究铸态和挤压态Mg-8.5Gd-2.3Y-1.8Ag-0.4Zr合金的显微组织、时效强化和力学性能。铸锭在T4处理后分别于400、450和500 °C进行挤压，挤压比为10:1。在细晶强化和析出强化的共同作用下，于400 °C挤压的样品经T5处理后可以得到最优的力学性能，所得的晶粒尺寸约为5.0 μm，其初始和峰值硬度分别为HV109和HV129。室温下的拉伸屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到391 MPa、430 MPa和5.2%。

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二次挤压对挤压和ECAP变形后ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响

应韬,黄建平,郑明毅,吴昆

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1896-1901.

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测试四种状态下ZK60合金的显微组织和力学性能，四种状态分别为：挤压；挤压+4道次ECAP；挤压+4道次ECAP+二次挤压；挤压+4道次ECAP+退火+二次挤压。在室温下成功地进行ZK60的二次挤压，得到超细晶组织。结果表明：ECAP和二次挤压可以显著细化晶粒。挤压+4道次ECAP+二次挤压后的ZK60合金的屈服强度为342 MPa，但是其伸长率只有0.8%。在二次挤压之前进行退火，ZK60合金的伸长率可以提高到4.5%，而屈服强度基本不变，抗拉强度达到388 MPa。

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往复挤压变形ZK60镁合金应变分布的有限元数值模拟

林金保,王渠东,刘满平,陈勇军,HansJ.ROVEN

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1902-1906.

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利用有限元法研究ZK60镁合金在多道次往复挤压过程中的应变分布。为优化往复挤压工艺，研究摩擦条件和模具结构尺寸对ZK60合金总等效塑性应变分布的影响。结果表明：ZK60合金试样经往复挤压后内应变分布不均匀。试样两个端部的应变量低于试样中间部位的应变量。工艺参数对应变分布的影响很大。试样和模具间的摩擦不利于试样内应变量的均匀分布，因而应尽量降低摩擦。为了提高应变量的均匀分布，应该使用较大的过渡圆角半径和较低的挤压角度。

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商业纯镁的低频阻尼性能

胡小石,王晓军,赫晓东,吴昆,郑明毅

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1907-1911.

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采用机械动态分析仪测试纯度为99.96%纯镁的阻尼性能随应变振幅和温度的变化。测试的纯镁包括具有不同晶体学取向的商业镁合金铸锭CPM1和CPM2以及重新熔炼的等轴晶纯镁CPM。商业纯镁柱状晶粒的织构显著影响纯镁的阻尼性能，而重新熔炼的纯镁获得等轴晶，从而避免铸造织构对其阻尼性能测试结果产生的影响。结果表明：在阻尼应变谱中，等轴晶纯镁的阻尼性能明显高于有柱状晶织构的纯镁。对于三种纯镁，阻尼温度谱在80和230 °C分别存在两个阻尼峰P₁和P₂，这两个阻尼峰分别是由位错与点缺陷交互作用以及晶界运动引起的。

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SiC_p/AZ91 镁基复合材料的热挤压

王晓军,胡小石,聂凯波,吴昆,郑明毅

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1912-1917.

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采用搅拌铸造法制备SiC体积分数为5%、10%和15%的颗粒增强AZ91镁基复合材料(SiC_p/AZ91)。复合材料经过T4处理后，于350 °C以固定挤压比12:1进行热挤压。在铸态复合材料中，颗粒在晶间微观区域发生偏聚。热挤压基本上消除了这种偏聚并有效地改善颗粒分布。另外，热挤压有效地细化基体的晶粒。结果表明：热挤压明显提高复合材料的力学性能。在挤压态复合材料中，随着SiC颗粒含量的升高，基体的晶粒尺寸减小，强度和弹性模量升高，但是伸长率降低。

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Mg-11Y-5Gd-2Zn镁合金干滑动的摩擦磨损行为

胡茂良,王渠东,李程,丁文江

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1918-1923.

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采用往复式摩擦磨损试验机对铸态和T6态Mg-11Y-5Gd-2Zn合金进行干摩擦磨损试验，研究载荷 (3~15 N)、磨擦速度(0.03~0.24 m/s)、摩擦温度(25~200 °C)对合金磨损率的影响，并通过扫描电镜观察合金磨损表面形貌和磨屑。结果表明：随着载荷的增加，合金的磨损率几乎呈线性增加；随着摩擦速率的增加，合金的磨损率降低；铸态合金的磨损率高于T6态合金的。Mg-11Y-5Gd-2Zn合金中的Mg₁₂Y₁Zn₁相、表面氧化相和残留的磨屑影响合金的磨损率。在本试验条件下，磨损机制主要是粘着磨损和塑性变形。

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Zn元素对Mg-7Y-3Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

赵阳,王渠东,高岩

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1924-1929.

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研究添加Zn元素对铸造Mg-7Y-3Sm-0.5Zr合金的显微观组织和力学性能的影响。蠕变测试的温度范围为200-300 °C，应力范围为50-120 MPa。在本研究的蠕变测试条件下，合金的蠕变激活能为156-221 kJ/mol。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金在蠕变过程中显微组织的演化。结果表明：尽管合金在250 °C以下有着相似的蠕变行为，仅添加1%的Zn元素就能使合金在300 °C和50 MPa蠕变条件下的蠕变寿命从52.2 h提高到152.8 h，表明Zn元素能够提高合金的高温抗蠕变性能。加入Zn元素后，合金中形成的高温稳定相和片层状结构相是合金高温抗蠕变性能提高的根本原因。

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纯铝与石墨、SiC和Al₂O₃的润湿性

包萨日娜,唐恺,AnneKVITHYLD,ThorvaldENGH,MereteTANGSTAD

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1930-1938.

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纯铝与过滤材料和夹杂物之间的润湿性是影响铝的过滤性能的重要因素。在10^-8bar真空条件下于1000 ~1300 °C，研究液态铝与氧化铝、SiC和石墨之间的润湿角。为了描述铝的过滤和浇铸等在低温条件下铝与陶瓷的润湿行为，使用半经验模型进行研究。计算出的700 °C的纯铝与氧化铝的润湿角为97°，与玻璃体石墨的为92°，与单晶和多晶石墨的为126°，与单晶的为SiC 79°。结果表明：在浇铸温度下铝不能润湿氧化铝和石墨(或者Al₄C₃)，但可以润湿SiC。因此，为了让铝能够浸润过滤材料，在铝过滤时需要施加一个压力差作为推动力。提高温度也可以改善铝与陶瓷间的润湿性。

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锻造与轧制工艺对纯钛组织与力学性能的影响

徐春,朱文峰

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1939-1946.

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为了研究锻造和轧制这两种开坯工艺对纯钛板坯组织和性能的影响，在Gleeble-1500热模拟实验机上进行热压缩实验，通过单向拉伸实验测试锻造和轧制后板料的力学性能，在光学显微镜下观察采用两种开坯工艺加工后的显微组织。以变形温度(T)和应变速率的对数(lg )为坐标作图，根据lg Z值的斜率，即15.4和17.5，能够将纯钛塑性变形分成3个区，即三阶段加工硬化区、二阶段加工硬化区和流动软化区。在较高Z值的两种加工硬化区会有变形孪晶出现。两种开坯生产工艺对纯钛板坯组织和性能的影响主要体现在：锻坯微观组织出现变形孪晶，即晶内出现交叉孪晶，还有一些孪晶横穿晶界。然而，在轧坯中没有发现孪晶，其微观结构主要为等轴晶和板条状晶粒。拉伸实验和显微硬度测试结果显示，锻坯的屈服和抗拉强度及显微硬度均高于轧坯的。

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Mg-3Cu-1Mn-2Zn-1Y阻尼合金中的长周期结构

黄雪飞,张文征,王敬丰,魏文文

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1947-1953.

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通过透射电子显微镜对铸态Mg-3Cu-1Mn-2Zn-1Y阻尼合金进行表征，观察到14H、18R 和24R三种类型的长周期结构。这些长周期结构含有Mg、Y、Zn 和Cu的四元相。获得了24R结构的明锐衍射斑点，并测得衍射斑中与 g100_24R的夹角为5.03°。高分辨晶格条纹显示，24R结构中经常包含两种类型的特征条纹间距。基于实验结果提出，将 6H、 7H 和8H 分别作为 18R、14H 和 24R 长周期结构的结构单元。24R结构的单胞可以认为是由三个8H 单元沿相同的方向切变5.03°堆垛而成的，具有缺陷的24R结构主要是由8H单元和少量的6H单元通过有序或者无序的方式堆垛而成的。这种双单元结构模型也可以解释之前观察到的长周期结构中的缺陷。

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Sn-6.5Zn/Cu焊点时效过程中的界面特征与结构演变

赵国际, 盛光敏, 吴莉莉, 袁新建

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1954-1960.

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研究150 °C等温时效对Sn-6.5Zn/Cu焊点微观结构特征与显微硬度的影响，分析界面金属间化合物的形成与演变机制。结果表明：Sn-6.5Zn/Cu焊点界面化合物层由CuZn和Cu₅Zn₈组成；随着等温时效时间的延长，化合物层的厚度表现为先增大、后减小的趋势；长时间的高温时效会导致Cu-Zn金属间化合物的分解，并破坏界面连续致密的化合物层。在局部破坏的界面区Cu基体处形成不连续的Cu₆Sn₅化合物层；时效后界面粗化并形成明显的孔洞。时效导致界面显微硬度不同程度的增大。

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焊接温度对Mg/Al扩散焊接头微观组织和性能的影响

尚晶,王克鸿,周琦,张德库,黄俊,葛佳棋

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1961-1966.

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采用真空扩散焊在不同焊接温度下对AZ31B镁合金和6061铝合金进行连接。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)观察Mg/Al异种金属接头的显微组织。结果表明：随着焊接温度的升高，扩散区各层的厚度增加，且组织发生明显变化。440 °C时扩散层由Mg₂Al₃层和Mg₁₇Al₁₂层组成；460和480 °C时由Mg₂Al₃层、Mg₁₇Al₁₂层和Mg₁₇Al₁₂与镁基固溶体的共晶层组成。随着加热温度的升高，高硬度区域显著增多，区域内不同位置的硬度存在明显差别。当焊接温度为440 °C时接头的最大抗拉强度为37 MPa，脆性断裂发生在Mg₁₇Al₁₂层。

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钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层在航空煤油环境中的摩擦学行为

汤金钢,刘道新,唐长斌,张晓化,熊华,唐宾

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1967-1974.

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为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能，采用辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面制备Mo合金化层。分析合金化层的表面形貌和微观结构，测试合金化层的显微硬度和元素沿层深的分布，对比研究钛合金基体、渗Mo合金化层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能，并探讨渗Mo合金化层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明：经表面抛光处理后，钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层不仅显著降低了钛合金的摩擦因数，而且有效增强了摩擦配副的耐磨性。渗Mo合金化层的摩擦性能优于5CrMnMo工具钢。实验还发现铜合金配副的磨损体积损失与Mo合金化层的表面粗糙度成正比，这主要是由合金化层与配副表面之间微凸体的磨粒磨损作用决定的。

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2A12铝合金时效成形的微观组织和力学性能

陈国清,付雪松,赵飞,周文龙

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1975-1980.

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对2A12铝合金进行时效成形和人工时效的对比实验，考察时效成形对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：与人工时效相比，时效成形过程中由于应力的存在，使得合金在时效成形后晶粒被进一步压扁、拉长，沉淀相由取向随机分布的点状变为具有一定方向性的长条状，同时其位错形态由位错圈或蜷线位错向长直态位错转变。时效成形后，合金的拉伸性能、断裂韧性均比人工时效时的略有降低，疲劳裂纹扩展速率却有所提高。

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纳米稀土颗粒CeO₂掺杂对Ni-P脉冲镀层微观结构与沉积机理的影响

周小卫,沈以赴,靳惠明,郑莹莹

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1981-1988.

摘要 ( )

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利用双脉冲电流特性与超声场高频振荡效应电沉积法制备Ni-P/n-CeO₂纳米复合镀层。借助环境扫描电镜 (E-SEM/EDXA)、透射电子显微镜 (TEM) 及X射线衍射仪 (XRD)，对镀层微观形貌、化学成分及晶体结构进行分析。结果表明：掺杂15 g/L纳米CeO₂ (RE) 颗粒，稀土Ce含量与沉积速度分别可达2.3% 和68 μm/h，晶粒致密，呈现非晶态；在600 °C下时效处理 2 h，复合镀层的显微硬度高达HV780。讨论了纳米稀土颗粒吸附特性与脉冲过电势对电沉积机理的影响。Ce⁴⁺ 或 n-CeO₂吸附在阴极活性表面形成大量具有催化作用的晶核，沉积并钉扎在开裂的纹裂源边缘。在高温时效时，纳米颗粒与部分Ni晶粒充分弥散互溶，占据空间，阻碍晶粒粗化及裂纹扩展，从而有效提高复合镀层的裂纹扩展抗力与显微硬度。

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机械研磨对电沉积Ni镀层微观结构与性能的影响

班朝磊,邵鑫,马杰,陈辉,

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1989-1994.

摘要 ( )

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在电沉积Ni过程中，向镀液中加入介质小球，介质小球以不同频率冲击镀件表面对镀层形成机械研磨。用SEM观察镀层表面、截面形貌，用TEM、XRD研究镀层的微观结构与结晶状态，测试镀层的极化曲线(PC)与交流阻抗频谱(EIS)等电化学性能。测试镀层的显微硬度与抗拉强度等力学性能。结果表明：在电沉积Ni过程中，对镀层实施机械研磨使镀层表面变得光滑，镀层孔隙率降低，致密度增加，镀层厚度减小，机械研磨促进镀层表面与内部晶粒尺寸的明显细化及镀层内部的压应力形成，从而导致镀层的耐蚀能力显著增强，抗拉强度与硬度显著提高。

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La_1.7+xMg_1.3-x(NiCoMn)_9.3(x=0~0.4)贮氢合金的相结构与电化学性能

魏范松,黎莉,项宏福,李惠,魏范娜

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 1995-1999.

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对La_1.7+xMg_1.3-x(NiCoMn)_9.3(x=0~0.4)贮氢合金相结构和电化学性能进行研究。结构分析表明，合金主要由LaNi₅相(CaCu₅结构)和其他相组成，如LaMg₂Ni₉相 (PuNi₃结构) 或La₄MgNi₁₉相(Ce₅Co₁₉+Pr₅Co₁₉结构)。随着x的增加，LaMg₂Ni₉相消失并出现La₄MgNi₁₉相，而LaNi₅相的含量则先增加后减小，且晶胞体积下降。电化学分析表明，合金电极只需4、5次循环即可活化；随着x的增加，最大放电容量逐渐增大，从x=0的330.9 mA·h/g增加到x=0.4的366.8 mA·h/g，但高倍率放电性能(HRD)和循环稳定性(S)则有所下降(x=0.4, HRD₆₀₀=82.32%, S₁₀₀=73.8% )。研究认为，HRD主要由合金电极表面的电催化活性控制，而循环稳定性的下降则是由于x=0.4合金中出现了具有较大吸氢量的Ce₅Co₁₉和Pr₅Co₁₉型结构相，导致吸氢膨胀率和晶间应力增大，使合金颗粒在吸放氢过程中较易粉化所致。

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Ti_0.10Zr_0.15V_0.35Cr_0.10Ni_0.30-10% LaNi₃复合物的电化学储氢特性及协同效应

王艳芝,赵敏寿,

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2000-2006.

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为了改善钛钒基固溶体合金的电催化活性和动力学性能，采用两步电弧熔炼法制备储氢复合合金Ti_0.10Zr_0.15V_0.35Cr_0.10Ni_0.30-10% LaNi₃，利用X-射线衍射、场发射扫描电镜-能谱、电化学阻抗谱和恒流充放电测试技术系统研究该储氢复合合金电极的电化学性能与协同效应。结果表明：该复合合金的主相是BCC结构的钒基固溶体相和六方结构的C14 Laves相，在复合过程中生成了第二相；复合合金电极的综合电化学性能较母体合金有显著改善；复合合金电极的活化周期为5周，最大放电容量为362.5 mA·h/g，在233 K时放电能力为65.84%；在活化、复合、任意循环及高、低温和高倍率放电过程中，该储氢复合合金电极的放电容量均存在协同效应；该复合合金电极的电荷转移电阻和交换电流密度均存在协同效应。

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直接电解金属氧化物制备CeCo₅合金

戴磊,王硕,李跃华,王岭,邵光杰

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2007-2013.

摘要 ( )

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在CaCl₂熔盐中，以Co₃O₄和CeO₂混合氧化物为原料，采用熔盐电脱氧法制备CeCo₅合金。研究电解电压、烧结温度等对电脱氧过程的影响。采用SEM和XRD对不同条件下制备的产物微观形貌和相组成进行表征，并结合动电位极化法，研究电脱氧机理。采用循环伏安法研究材料的电化学性能。结果表明：随着电解电压的升高和烧结温度的降低，电脱氧速度逐渐加快。在850 °C下烧结的混合氧化物试样，在3.1 V电压下电解，可制备出纯相的CeCo₅合金。在电脱氧过程中，Co₃O₄还原成单质Co，CeO₂还原成CeOCl, CeOCl在单质Co表面还原而形成CeCo₅合金。所制备的合金表现出良好的电化学循环稳定性。

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磷酸钙表面改性镁合金的生物腐蚀性能及细胞相容性

徐丽萍,张二林,杨珂

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2014-2020.

摘要 ( )

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在镁合金表面制备磷酸钙涂层，利用X射线衍射仪确定涂层的相组成。用扫描电镜观察涂层的微观形貌。结果表明，涂层由板条状的CaHPO₄·2H₂O晶体组成。采用电化学测试和浸泡实验研究磷酸钙改性镁合金的生物腐蚀性能，并与未改性合金进行对比。通过观察L929细胞在材料表面的粘附生长状况来评价材料的生物相容性。电化学测试结果表明，磷酸钙改性镁合金比未改性合金显示出更好的耐腐蚀性能。浸泡实验表明，磷酸钙涂层可以减缓合金的腐蚀，且在浸泡过程中磷酸钙涂层发生了向羟基磷灰石（HA）的转变。与未改性合金相比，L929细胞在磷酸钙改性镁合金表面显示出良好的粘附、生长和分化特征，表明磷酸钙改性能明显提高基体合金的细胞相容性。

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掺铒碲酸盐的热稳定性和Judd-Ofelt理论分析

任芳,梅宇钊,高超,朱立刚,卢安贤

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2021-2026.

摘要 ( )

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利用熔融法制备掺铒TeO₂-ZnO-Na₂O-B₂O₃-GeO₂碲酸盐玻璃。采用差热扫描分析法(DSC)和热分析(TMA)得到玻璃的玻璃转化温度(T_g)、玻璃析晶温度(T_x)、玻璃软化温度(T_f)和热膨胀系数(α)，应用Judd-Ofelt理论计算玻璃中Er³⁺的振子强度W_λ (λ=2, 4, 6)，跃迁几率A_ed，荧光分支比β，辐射寿命τ_i。根据McCumber理论计算Er³⁺离子⁴I_13/2→⁴I_15/2的受激发射截面σ_emis和荧光半高宽FWHM。得出此体系的玻璃具有高热稳定性和低热膨胀性，具有较高的Er³⁺离子⁴I_13/2→⁴I_15/2 能级跃迁效率和较好的增益带宽性能。

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WC-Mo_xC无金属粘结相硬质合金的热压致密化

张立,陈述,单成,黄方杰,程鑫,马鋆

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2027-2031.

摘要 ( )

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采用1700 °C、20 MPa热压工艺，制备WC-6Mo_xC-0.47Cr₃C₂-0.28VC无金属粘结相硬质合金。采用X射线衍射技术分析合金的物相成分，采用扫描电镜与能谱仪对合金的微观组织结构特征进行分析。结果表明，在高温、高压固相烧结过程中，发生了WC中的W原子向Mo_xC中的大量固溶以及Mo_xC中的Mo原子向WC中的反向固溶，导致含Mo的WC基固溶体与含W的Mo₂C基固溶体的形成。W、Mo原子之间的溶解－析出行为不存在明显的各向异性，没有导致合金晶粒的显著长大。并讨论了合金的固相烧结致密化机制。

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固结参数对热压成型铜基块体非晶合金力学性能的影响

蔡安辉,熊翔,刘咏,安伟科,周果君,罗云,李铁林,李小松

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2032-2040.

摘要 ( )

可视化

采用雾化法制备Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀非晶合金粉末，在大气环境下将其热压成型为块体非晶合金，并基于L₉(3⁴)正交实验对热压成型条件进行优化。固结成型的Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀块体非晶合金的抗压强度和应变极限值分别达到1090.4 MPa和11.9 %。固结压力显著影响块体非晶合金的应变极限和抗压强度，但是固结温度的影响不显著。初始成形力对块体非晶合金的抗压强度的影响不显著而对应变极限的影响很显著。Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀非晶合金粉末的最优热压成型工艺条件为：首先在150 MPa压力下进行预成型，然后在380 °C和450 MPa条件下进行热压。

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Y₂O₃改性细晶Ni₃Al合金涂层在900 °C下的循环氧化性能

周月波,张海军

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2041-2048.

摘要 ( )

可视化

将Ni-Al和Ni-Al/Y₂O₃复合镀层分别在800 °C下扩散3 h制备纯Ni₃Al和Y₂O₃改性的Ni₃Al合金涂层，对其显微组织和氧化性能进行对比研究。SEM/EDAX和TEM分析表明，涂层中Y₂O₃的加入抑制了合金化过程中基体晶粒的长大。在900 °C下循环氧化100 h的结果表明，Y₂O₃的加入明显提高了Ni₃Al合金涂层的抗循环氧化性能。对Y₂O₃影响Ni₃Al涂层的结构和氧化性能的机理进行了分析。

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钛粉制备多级纳米结构TiO₂微球及其光催化特性

陶杰,邓杰,董祥,朱宏,陶海军

中国有色金属学报（英文版）. 2012, 22(8): 2049-2056.

摘要 ( )

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在NaOH溶液中采用水热法处理钛粉制备TiO₂纳米针/带微球。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区衍射(SAED)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和X射线衍射仪(XRD)对样品结构进行表征。结果显示，水热温度和溶液浓度共同决定晶体的生长方向，纳米针/带微球的直径(40~50 μm)与钛粉直径相当。纳米针/带微球经450 °C热处理1 h后转变锐钛矿。以甲基橙为目标考察样品的光催化活性。在相同条件下，样品的光催化活性为：TiO₂纳米针微球> TiO₂纳米带微球> P25。

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2012年, 第22卷, 第8期　刊出日期：2012-08-25

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