中国有色金属学报（英文版）

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Yucel BIROL

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 1-6.

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用AlSi7Mg0.6半固态浆料进行实验，研究球形颗粒的演变机理。在略高于液相线温度下水淬的样品中结晶相主要为枝晶，而采用旋转圆筒的方式来搅拌熔体使其冷却到半固态温度范围内时样品的结晶相完全球化。在铸造前进行较长时间的内冷却和搅拌，可以得到较高的固相分数。不同大小的枝晶碎片的存在表明，在搅拌过程中，初始的固相分数形成后不再受冷却的影响。

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TA15钛合金中纳米压痕附近残余应力-应变场及几何必须位错密度的分布

何东,朱景川,来忠红,刘勇,杨夏炜,农智升

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 7-13.

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结合纳米压痕及高分辨电子背散射衍射技术(EBSD)测定了TA15钛合金中α及β相的弹性模量和纳米硬度，揭示了纳米压痕附近应力-应变场及几何必须位错(GND)密度的非均匀分布情况。利用高分辨EBSD测试过程中同步保存的背散射电子衍射花样，并基于cross-correlation的处理方法，计算得出了纳米压痕附近区域的残余弹性应力-应变场分布。结合应变梯度场理论，计算分析了纳米压痕附近区域的几何必须位错密度分布，进而对合金的微观塑性变形机制进行了讨论与分析。结果表明, α相的弹性模量及纳米硬度分别为129.05 GPa和6.44 GPa，而β相的相应值为109.80 GPa和 4.29 GPa。纳米压痕附近区域的残余Mises应力呈现明显的非均匀分布并受到相邻较软β相的显著影响。压痕附近的低残余应力区域伴随有显著较高的áa?形和柱面型几何必须位错密度分布。

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Ru对单晶高温合金中g ′相析出行为和演化的影响

刘丽荣,金涛,刘金来,孙晓峰,胡壮麒

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 14-22.

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采用扫描电镜、3D原子探针、示差热分析等方法研究了合金元素Ru对单晶高温合金中g ′相的析出和演化过程的影响。研究结果表明：g ′的溶解温度随着Ru含量的增加而逐渐降低。铸态下以及固溶处理和时效处理后，g ′相尺寸都随着Ru含量的增加而减小。Ru的加入加快了g ′相的长大和粗化速率，Ru主要分布在g ′基体中。Ru的加入使更多的Mo和Re等元素向g ￠相分配，导致错配度的绝对值增大，同时加快g ￠相的形筏速率。

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纯钛板拉胀成形中应力状态对织构和微观组织的影响

李宏伟,张下陆,陈甲元,李金山

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 23-31.

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纯钛板拉胀成形中不同部位存在3种不同的应力状态：拉-拉、拉-压、拉-压-压。分别在这3种应力状态部位取样，采用XRD和TEM方法研究这些样品的织构和微观组织。结果表明，在纯钛板冷轧过程中需要较大应变量才出现的织构和微观组织在纯钛板拉胀成形的很小厚向应变下就出现了，表明织构和微观组织对多向应力状态十分敏感；孪晶在压应力状态下比在拉应力状态下更容易激活；拉应力对棱柱型áa?滑移影响显著，导致(0°, 35°, 0°)织构强度明显变化；而形成(20°, 35°, 30°)织构的锥型ác+a?滑移随着厚向应变量的增加而减弱，且与受到的应力状态无关。

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高密度脉冲电流处理对Ti₂AlNb基合金板材的增塑作用

宋辉,王忠金,赫晓东

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 32-37.

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为了优化Ti-22Al-27Nb基合金板材的塑性，研究了高密度脉冲电流(J_max=6.80~7.09 kA/mm², t_p=110 μs)处理对Ti-22Al-27Nb合金板材力学性能和组织的影响。应用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的微观组织和形貌变化，应用单向拉伸试验对不同状态试样的力学性能进行了测试。结果表明，高密度脉冲电流处理能够细化Ti-22Al-27Nb合金板材的晶粒，促进塑性的提高。具有细小而均匀显微组织的试样表现出最好的塑性，其伸长率可达到19.4%。对晶粒细化的机制进行了分析，相变过程中形核率的加快和极短的脉冲电流处理时间是晶粒细化的主要原因。

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6063铝合金的TTP曲线与淬火敏感性

李红英,曾翠婷,韩茂盛,刘蛟蛟,鲁晓超

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 38-45.

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采用中断淬火技术测定了6063铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线，透射电镜研究了6063铝合金的淬火敏感性。结果表明，6063铝合金的淬火敏感性低于6061和6082铝合金的，合金的鼻尖温度为360 °C，淬火敏感区间为300~410 °C。微观组织观察表明，在敏感区间内，β-Mg₂Si平衡相优先在(Al_xFe_ySi_z)相上非均匀形核而析出，且在360 °C鼻尖温度时的长大速度最快。平衡相的析出导致合金溶质原子的浓度下降，减少了时效时的β''强化相的数量，降低了强化效果。因此，对于6063铝合金大型材的淬火，一方面，在淬火敏感区间(410~300 °C)应加大冷却速率以抑制平衡相的析出，从而获得较佳的时效强化效果；另一方面，适当减小从固溶温度到410 °C以及低于300 °C时的冷却速率，从而减小淬火应力。

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6351铝合金的淬火敏感性

李慎兰,黄志其,陈维平,刘志铭,戚文军

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 46-52.

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采用分级淬火的实验方法，结合合金时效态硬度和淬火态电导率的测试拟合得到6351合金的TTP和TTT曲线，并采用透射电镜对6351合金的淬火敏感性进行研究。结果表明，当6351合金在相同温度下等温时，随着保温时间延长，淬火态电导率呈上升趋势，时效态硬度呈下降趋势。透射电镜分析发现，在等温初期，过饱和固溶体分解形成针状的β″相；随着保温时间延长，逐渐形成棒状β′ 相和片状β相。TTT和TTP曲线的鼻温为360 °C，淬火敏感温度区间为230~430 °C。在鼻温附近等温相转变最快，低温区相转变次之，高温区最慢。淬火因子分析结果表明，要获得最佳的力学性能，淬火敏感温度区间的冷却速率需大于15 °C/s。

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颗粒激发形核在热挤压Al6061/SiC_p复合材料再结晶过程中的作用

C.S.RAMESH,R.KESHAVAMURTHY,PraveennathG.KOPPAD,K.T.KASHYAP

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 53-58.

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采用电子背散射衍射技术，研究SiC_p增强热挤压Al6061铝合金复合材料的织构和微观组织演变。Al6061铝合金及其Ni包覆SiC_p增强的复合材料织构中都存在强的β纤维，其轴平行于挤压方向。在未用SiC_p增强的热挤压Al6061铝合金中，除了主要的立方织构001)á100?，在完全再结晶晶粒中也存在部分等轴结构。这种再结晶织构的出现归因于粒径小于5 μm的SiC_p粒子的形成而产生的粒子激发形核。在这些条件下，低Z (~ 10¹² s^-1)值证实了粒子激发形核是再结晶的主导机制之一，且受变形区的形成而非储能的控制。

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热处理对Mg-5Zn-0.63Er合金显微组织及力学性能的影响

赵险峰,李淑波,王庆峰,杜文博,刘轲

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 59-65.

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通过不同的热处理工艺研究含有准晶I相的铸态Mg-5Zn-0.63Er(质量分数，%)合金的显微组织演变。结果表明：合金在480 °C固溶10 h后，除有W相颗粒析出外，准晶I相几乎全部固溶在基体中。固溶态Mg-5Zn-0.63Er合金在175 °C下时效6~10 h。合金在峰时效态的抗拉强度约为261 MPa、伸长率为10.5%。合金拉伸强度的提高归因于杆状MgZn₂相的析出。

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添加铈对高压压铸AM50镁合金显微组织和力学性能的影响

FarukMERT,Ahmet?ZDEMIR,KarlUlrichKAINER,NorbertHORT

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 66-72.

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研究添加铈对高压压铸AM50镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：添加铈能使AM50镁合金晶粒细化，并使其室温和高温力学性能得到显著改善。相对于未添加Ce和添加0.5%Ce(质量分数)的AM50镁合金，添加1%Ce(质量分数)的镁合金的晶粒更细，力学性能更优。

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工艺参数对连续流变轧制成形Mg-3Sn-1Mn合金板材组织和力学性能的影响

管仁国,赵占勇,钞润泽,赵红亮,刘春明

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 73-79.

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开发了Mg-3Sn-1Mn 合金板材倾斜板连续流变轧制成形工艺，并研究工艺参数对合金板材微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着轧辊转速的增加，板材的初生晶粒平均直径增大；随着倾斜板振动频率增加，板材的初生晶粒平均直径先减小后增大，板材的抗拉强度和伸长率先增加后降低。随着浇注温度的升高，板材的初生晶粒平均直径逐渐增大，板材的抗拉强度和伸长率逐渐降低。当浇注温度为670 °C、轧辊转速为52 mm/s、倾斜板振动频率为60 Hz时，制备了组织性能较好的Mg-3Sn-1Mn 合金板材, 其力学性能优于添加0.87%Ce(质量分数)的Mg-3Sn-1Mn合金热轧板材的力学性能。

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半固态触变成形制备高硅铝基电子封装盒体的组织与性能

贾琪瑾,刘俊友,李艳霞,王文韶

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 80-85.

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利用半固态触变成形工艺制备高硅铝电子封装盒体，分析盒体中Si相的分布特征。采用金相显微镜和扫描电镜观察盒体不同部位的显微组织，并测定其热物理性能及力学性能。结果表明，Al-25%Si(质量分数)合金在半固态触变成形中Si相和液相产生分离流动，液相从盒体中流出，Si相在盒体中聚集，其体积分数从盒体底面向四壁逐渐降低。盒体底面中心和四壁的热导率分别为107.6和131.5W/(m·K)，热膨胀系数分别为7.9×10^-6 和10.6×10^-6 K，抗弯强度由167 MPa缓慢增加至180 MPa。组织和性能呈现梯度变化。

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稳定化热处理对Zn-10Al-2Cu-0.02Ti合金组织及蠕变行为的影响

林高用,张锐,王莉,雷玉霞,贺家健

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 86-91.

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采用扫描电子显微镜、透射电镜、电子探针以及X射线衍射物相分析等技术手段，对稳定化热处理前后Zn-10Al-2Cu-0.02Ti合金的显微组织进行观察，通过室温恒载荷拉伸、慢应变速率拉伸实验研究合金组织变化及其对合金室温蠕变行为的影响。结果表明：经过稳定化热处理((350 °C，30 min，水冷)+(100 ℃，12 h，空冷))，后合金中的α+η层片状组织的减少，胞状和粒状组织增多；与挤压态合金相比，经过稳定化热处理后的Zn-10Al-2Cu-0.02Ti合金的抗蠕变性能显著提高，其稳态蠕变速率降低了96.9%。

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电极和保温剂对脉冲电流细化晶粒的影响

尹振兴,梁冬,陈玉娥,程誉锋,翟启杰

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 92-97.

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在实际的铸造过程中应用脉冲电流要求电极插入熔体中并在熔体的上面覆盖保温剂。为了探明这两个因素对脉冲电流细化组织的影响，采用不同电极或不同保温剂进行了3组实验。通过比较不同条件下得到的凝固组织，发现在脉冲电流作用下电极和保温剂都对凝固组织的细化有明显的影响。进一步的分析表明，液面在凝固组织的细化中起到了关键性的作用，而且结果也支持了在脉冲电流作用下等轴晶主要来自液面的观点。

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压电纤维复合材料的发展、模拟及应用

林秀娟,周科朝,张晓泳,张斗

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 98-107.

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压电材料同时具有驱动和传感性能，被广泛应用于各种智能结构中。圆形压电纤维复合材料和方形压电纤维复合材料作为两种新型压电复合材料，因其独特的结构而具有比压电陶瓷片更优异的性能。采用数值法和分析法对复合材料的结构参数及各组分材料性能进行评估从而预测复合材料的性能是目前的研究热点。压电纤维复合材料被广泛应用于振动及噪声控制、结构健康监测、结构变形及能量收集等领域，并能对上述领域的进一步发展发挥关键作用。

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正极材料LiNi_xCo_yMn_zO₂的微/纳结构对锂离子电池性能改进的最新进展

潘成迟,CraigE.BANKS,宋维鑫,王驰伟,陈启元,纪效波

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 108-119.

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微/纳结构LiNi_xCo_yMn_zO₂具有一维、二维、三维形态。综述了其在合成与制备及在锂离子电池应用中的最新进展。掺杂、表面包覆与复合有利于增加电池容量和功率密度，从而进一步提高其能量效率和比容量，最终改善其循环稳定性。

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TiO₂/PLCL可降解聚合物纳米复合材料的制备及形状记忆性能

鲁玺丽,吕秀乾,王建永,孙志洁,佟运祥

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 120-127.

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制备TiO₂/聚(L-丙交酯-ε-己内酯) (PLCL)纳米复合材料并研究其性能。采用ε-己内酯开环聚合法对TiO₂纳米粒子进行表面改性，通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和透射电子显微分析(TEM)对聚己内酯(PCL)接枝改性后的TiO₂纳米粒子(g-TiO₂)进行表征。g-TiO₂纳米粒子能均匀地分散在三氯甲烷溶液中。采用溶液浇铸的方法成功地制备了TiO₂/PLCL复合材料。研究g-TiO₂纳米粒子的含量对材料力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明，5% g-TiO₂/PLCL复合材料的力学性能有显著的提高，与纯PLCL相比，抗拉强度提高了113%，伸长率提高了11%。含有g-TiO₂纳米粒子的复合材料的形状记忆性能优于纯PLCL。g-TiO₂纳米粒子具有物理交联作用，有助于形状记忆效应的提高。

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Ag-Cu 合金纳米颗粒的低温合成与热学性能

W.BHAGATHSINGH,A.SAMSONNESARAJ

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 128-133.

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采用一种简单的低温化学还原方法，在水溶液中利用NaBH₄作为还原剂还原醋酸或硫酸铜，制备了Ag-Cu纳米颗粒。反应过程中通入氮气来防止生成的合金被氧化。采用XRD、紫外-可见光谱、颗粒尺寸测试、EDS分析、TG-DTA分析和SEM观察等手段来表征合成的Ag-Cu纳米颗粒。XRD分析表明，所合成的Ag-Cu纳米颗粒的晶粒尺寸为15 nm左右。紫外-可见光谱分析证实了纳米颗粒的生成。EDS分析表明，样品中存在Ag和Cu。SEM观察表明，所制备的样品的平均晶粒尺寸为40 nm。TG-DTA研究表明，合金的熔点与颗粒尺寸有关。

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甲烷气体还原锰矿和水热沉淀法制备纳米MnO₂

Davood MORADKHANI,MahdiehMALEKZADEH,EltefatAHMADI,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 134-139.

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采用甲烷气体还原锰矿、溶解和水热沉淀方法制备MnO₂纳米棒。甲烷气体还原反应在850、875、900、925和950 °C下进行120 min，生成α-MnO₂纳米棒的沉淀反应在25~90 °C下进行90 min。采用SEM和X射线衍射对制备的产物形貌和颗粒尺寸进行表征。采用比表面分析仪测定产物的BET和BJH值。结果表明，在反应温度950 °C下，MnO相大量生成，而MnO₂相消失。所制备的α-MnO₂纳米棒的平均直径约为50 mm，其BET比表面积为174 m²/g。

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镍钛形状记忆合金在热压缩变形下的动态回复和动态再结晶

江树勇, 张艳秋,赵亚楠

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 140-147.

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通过获得镍钛形状记忆合金在应变速率(0.001~1 s^-1)和变形温度(600~1000 °C)下的压缩真实应力—应变曲线，研究镍钛形状记忆合金在热变形下的力学行为。通过显微组织演变研究镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶，获得应变速率、变形温度和变形程度对镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶的影响规律。镍钛形状记忆合金在600 °C和 700 °C下，动态回复和动态再结晶共存，但在其他温度下表现出完全动态再结晶。增加变形温度或降低应变速率，导致较大的等轴晶粒。变形程度对镍钛形状记忆合金的动态再结晶具有重要的影响。在镍钛形状记忆合金的动态再结晶中存在临界变形程度，当大于临界变形程度时，较大的变形程度有助于获得细小的等轴再结晶晶粒。

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Fe-Co-Ni-Cr-Mo-C-B-Y系大块金属玻璃的热稳定性、晶化行为、维氏硬度和磁性能

韩佳甲,王翠萍,寇生中,刘兴军

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 148-155.

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研究Fe₄₁Co_7-xNi_xCr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂(x=0,1,3,5)大块金属玻璃的热稳定性、晶化行为、维氏硬度和磁性能。通过铜模铸造法制备Fe₄₁Co_7-xNi_xCr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂(x=0,1,3,5)大块金属玻璃。利用差示扫描量热法和等温热处理法研究这些金属玻璃的热稳定性和晶化行为。在室温下利用维氏硬度计测量试样经过不同温度和时间退火后的硬度，并对它们的磁学性质进行表征。实验结果表明，少量Ni元素的加入没有增大过冷液相区间和玻璃形成能力，但是改变合金的初始晶化行为，增大晶化激活能。少量Ni元素的加入能够细化最终晶化组织中的晶粒大小。初晶相使合金的硬度降低，但随着热处理温度的升高，所有合金的硬度都明显提高，原因是析出了大量的碳化物和硼化物。退火温度对合金的磁性能有很大影响，少量Ni元素的加入阻止了合金在高温退火后从顺磁态向铁磁态的转变。

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医用封堵器中形状记忆合金与不锈钢的焊接

吕世雄,杨仲林,董红刚

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 156-160.

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研究医用封堵器制造过程中的焊接工艺，首先利用钨极氩弧焊（TIG）将一束NiTi形状记忆合金丝焊接在一起，然后采用激光点焊将NiTi形状记忆合金丝接头与不锈钢管焊接起来。采用光学显微镜观察接头的显微结构，并利用电子探针（EPMA）研究接头中合金元素的分布。结果表明，在形状记忆合金TIG焊接头中弥散分布有TiC相，但TiC的含量在形状记忆合金与不锈钢的激光点焊焊缝处较少。在熔合线附近存在元素间的相互扩散，并且在熔合线附近产生金属间化合物Ni₃Ti+(Fe, Ni)Ti。

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超光滑金刚石涂层拉拔模具在水润滑条件下的应用

沈彬,孙方宏,张志明,沈荷生,郭松寿

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 161-169.

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提出微/纳米多层超光滑金刚石复合薄膜的沉积工艺，采用经过改进的热丝CVD沉积装置，能够在孔径d1.0 mm~60 mm的硬质合金拉拔模具内孔表面沉积具有优异耐磨减摩特性的超光滑金刚石复合涂层。采用表面轮廓仪对超光滑金刚石复合涂层拉拔模具的内孔表面进行检测，结果显示拉拔模具入口区、工作区以及定径带位置的表面粗糙度分别为25.7，23.3 和25.5 nm。对超光滑金刚石复合涂层的摩擦磨损特性进行考察，结果表明，无论在干摩擦还是水润滑条件下，涂层与轴承钢、铜以及氮化硅陶瓷对摩时的摩擦因数均比常规微米金刚石涂层的低，并且还具有与微米金刚石涂层相当的表面耐磨性。采用制备的超光滑金刚石复合涂层拉拔模具在低碳钢管的拉拔加工过程中实现了基于水润滑的拉拔加工过程，与传统的硬质合金拉拔模具相比，单只超光滑金刚石复合涂层拉拔模具的拉拔产量可提高20倍左右。

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晶体塑性模拟在等通道转角挤压中的应用

李赛毅,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 170-179.

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概述了晶体塑性模拟在面心立方金属等通道转角挤压中的典型应用。结果表明，这些模拟能够较好地解释仅基于宏观变形行为所不能解释的晶粒细化效率的路径相关性和亚结构方向性问题，能够满意地预测不同加工条件下材料的晶粒取向稳定性和织构演变。应用表明，晶体塑性模拟是探索晶粒变形的晶体学特性以及相关行为的有效手段，而这些特性常常被现有宏观理论所忽略或错误地解释。

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金属氧化物表面与界面的第一性原理热力学: 一个研究实例

江勇,许灿辉,蓝国强,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 180-192.

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通过第一性原理计算研究，能够揭示和阐明材料相关表面与界面热力学性质，这是通向纳米和界面材料设计自由的重要一步，即以理想性能为目标，科学设计制备工艺参数，针对性地调控材料微观结构。以SnO₂纳米颗粒表面和原位内氧化制备获得的Ag-SnO₂界面计算研究为例，系统介绍这一计算研究策略。基于缺陷热力学模型，构建不同环境温度和氧分压条件下所对应的热力学平衡状态的表面和界面结构模型，计算评估其相应性能。通过一系列的第一性原理能量学计算，进一步构建出平衡状态的表面与界面相图。这些相图能够充分描述制备和服役过程中，工况对材料表面和界面微观结构和相应性能的影响和作用关系。介绍和讨论如何应用这些相图理解和科学设计相应材料的制备工艺。

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微观相场法研究镍基合金沉淀相间作用的定向粗化机制

杨坤,陈铮,王永欣,范晓丽

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 193-200.

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采用微观相场法研究Ni-Al-V 合金中由长周期沉淀相各向异性生长所引起的定向粗化机制以及沉淀过程对有序相的不同作用。结果表明：DO₂₂相主要沿着其短轴方向粗化，挤压相邻的L1₂相并导致原子间的相互作用，使其与基体间的错配发生变化，并在特定方向上释放出配错能，形成Al原子的扩散通道，引起其原子占位在空间上的各向异性，最终导致L1₂相定向粗化。随着时效温度的升高，两相的析出滞后，而DO₂₂相在较高温度的滞后更为显著；Al和V的平均占位几率降低，且Al降低得较多。

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带扩展腔的纯铝及铝钛硼合金连续挤压力的分析与实验研究

曹富荣,温景林,丁桦,王昭东,李英龙,管仁国,侯辉

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 201-207.

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将CONFORM挤压的变形区划分成初始夹紧区、夹紧区、圆锥形扩展腔区、圆柱形挤压筒区和定径区，采用主应力法建立各区力平衡方程，获得了带扩展腔的任意包角连续挤压过程的变形力公式。在自行设计的连续挤压机上对纯铝和铝钛硼合金(Al-5%Ti-1%B)进行实验。采用Gleeble-1500热模拟实验机实测得到铝钛硼合金在变形温度400 °C、应变速率3.07 s^-1条件下的变形抗力为50 MPa。计算得到纯铝和铝钛硼合金带扩展腔连续挤压的变形力。实验用的连续挤压径向力与理论计算的连续挤压径向力一致。

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锌浸出渣中重金属的环境活性和生态风险评价

闵小波,谢先德,柴立元,梁彦杰,李密,柯勇

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 208-218.

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采用矿物学分析、BCR三步连续浸提、动态淋洗实验以及Hakanson潜在生态风险评价4种方法对锌浸出渣重金属的环境活性以及生态风险进行评价。结果表明，锌浸出渣中重金属的环境活性大小依次为Cd>Zn>Cu>As>Pb。废渣中主要重金属的潜在生态风险评价表明，该种废渣对环境具有很高的生态风险，单个重金属的生态危害顺序为Cd>Zn>Cu>As>Pb。Cd有很严重的生态风险，是对生态环境造成毒性的主要原因。

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混合嗜温细菌对辉钼矿中Cu、Mo和Re的生物浸出

H.ABDOLLAHI,S.Z.SHAFAEI,M.NOAPARAST,Z.MANAFI,N.ASLAN

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 219-230.

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运用响应面方法和中央复合旋转实验设计方法对辉钼矿生物浸出过程中影响铜、钼和铼浸出的一些工艺条件进行了建模与优化。基于中央复合旋转实验设计方法，考察了3个主要因素对生物浸出的影响，即料液pH值、矿浆浓度、接种体浓度，其值分别为：pH1.46~2.14，矿浆浓度0.95%~11.05%，接种体浓度1.59%~18.41%。根据中央复合旋转设计方法进行20组生物浸出实验。根据所得到的铜、钼和铼浸出率的实验结果，基于3个考察因素对其分别建立了经验公式。在实验条件范围内，根据经验公式采用二次方程对获得最大的铜、钼和铼浸出率的工艺条件进行了优化。结果表明，获得最大的铜浸出率的工艺条件为：pH=1.68，矿浆浓度0.95%，接种体浓度18.41%；在此条件下，钼和铼的浸出率分别为2.18%和24.41%。铜、钼和铼浸出率的预测结果与实验结果吻合较好。考察了生物浸出中黄钾铁矾生成对浸出的影响。

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嗜酸氧化亚铁硫杆菌(ATCC 23270)浸出黄铜矿过程中的EPS、Cu²⁺和Fe³⁺的相互作用机制

余润兰, 刘晶,陈安, 钟代立, 李乾, 覃文庆,邱冠周, 顾帼华

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 231-236.

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采用超声-离心方法提取嗜酸氧化亚铁硫杆菌(ATCC 23270)胞外多聚物 (EPS)、EPS中的Cu²⁺、Fe³⁺离子，研究生物浸出黄铜矿过程中 Cu²⁺、Fe³⁺ 和EPS 的相互作用机制。结果表明：与Fe³⁺离子相比，Cu²⁺ 离子可刺激细菌产生更多的EPS；当Cu²⁺离子浓度从 0.01 mol/L 增加到 0.04 mol/L时，EPS中 Fe³⁺/Cu²⁺ 质量比从4:1降低到2:1；从1%黄铜矿的无铁9K介质中提取的EPS中铜铁含量是从含0.04 mol/L Cu²⁺ 离子的9K介质中提取的量的2倍。在生物浸出黄铜矿过程中，黄铜矿表面结合黄铁钾钒的EPS层减弱了Cu²⁺、Fe³⁺ 离子的迁移，逐渐成为离子扩散壁垒。

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铜离子和钙离子对羧甲基纤维素在绿泥石表面吸附的影响

冯其明,冯博,卢毅屏

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 237-242.

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通过浮选实验、吸附量测试、ζ电位测试和共沉淀实验，研究铜离子和钙离子对羧甲基纤维素(CMC)抑制绿泥石浮选的影响。结果表明，CMC分子和绿泥石表面存在的静电排斥作用阻碍CMC在绿泥石表面的吸附，铜离子和钙离子的存在增加CMC在绿泥石表面的吸附量。两种离子增加CMC吸附量的作用机理存在不同。在pH 9的条件下，钙离子不能吸附在绿泥石表面，但能与荷负电的CMC分子反应，减弱CMC与绿泥石表面的静电排斥作用，从而增加CMC的吸附量；铜离子能吸附在绿泥石表面为CMC的吸附提供质点，吸附在绿泥石表面和CMC分子上的铜离子降低二者的电位，减弱静电排斥作用，从而增加CMC在绿泥石表面的吸附量。

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聚间苯二胺对硫酸根离子的吸附及其机理

桑培伦,王云燕,张理源,柴立元,王海鹰

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 243-252.

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通过化学氧化聚合法合成具有不同氧化态的聚间苯二胺，将其用于吸附硫酸根离子，进行一系列的吸附实验；通过FTIR、XPS、 pH 跟踪及能量计算，研究了聚间苯二胺吸附硫酸根离子的机理，探讨了聚间苯二胺的氧化态与吸附性能之间的关系。结果表明：聚间苯二胺的氧化态越低，其对硫酸根离子的吸附性能越好。吸附在30 min内达到平衡，吸附速率达425.5 mg/(g·min)；吸附率最高达到95.1%；通过Langmuir等温线拟合计算出吸附量为108.5 mg/g；解析率在95%左右，5次循环吸附实验的累积吸附量达487.95 mg/g。

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锂离子吸附剂(H₂TiO₃)的合成及吸附性能

石西昌,张志兵,周定方,张丽芬,陈白珍,余亮良

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 253-259.

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选取TiO₂为钛源、Li₂CO₃为锂源，采用高温固相法合成锂吸附剂前躯体Li₂TiO₃，并探讨锂钛比、焙烧温度、焙烧时间等因素对合成Li₂TiO₃性质的影响。将Li₂TiO₃用一定浓度的盐酸酸洗脱锂后制得偏钛酸型锂吸附剂H₂TiO₃，酸洗过程中锂的抽出率达到98.86%，而离子筛中的钛溶损却很小。采用XRD和SEM等分析手段对TiO₂、Li₂TiO₃和H₂TiO₃及其吸附锂后的样品进行表征。最后应用伪一级和伪二级动力学方程对H₂TiO₃的吸附性能进行研究，并对吸附过程进行拟合从而计算相应的速率常数。结果表明：H₂TiO₃对锂离子具有较大的吸附能力，吸附过程符合伪二级动力学方程，表明吸附过程主要为化学吸附；在LiCl溶液中的吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附方程，表明吸附过程为单层吸附。

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冶金级硅吹氧精炼过程中杂质的热力学行为和赋存状态

伍继君,马文会,李彦龙,杨斌,刘大春,戴永年,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 260-265.

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吹气精炼是一种从冶金级硅熔体中直接去除杂质的有效方法。研究了冶金级硅中杂质在吹氧过程中的热力学行为，通过与吹氧精炼前的比较，得到了精炼后硅中杂质的去除效率。研究发现，Ca、Al的去除率高于90%，B、Ti的去除率接近50%。通过XRD手段研究了冶金级硅中杂质的赋存状态，并确定了Al₃Ni、NiSi₂和Al₃Ni等金属间化合物的存在。同时实验发现，除了Liquid、Diamond-Si、SiB₃、SiB₆、SiB_n和β-B六个物相外，Si-B二元系中还存在SiB₄相。通过SEM-EDS分析了吹O₂精炼前、后冶金级硅中夹杂物的化学组成及形态变化。由于精炼过程中大多数Ca、Al以熔渣形式氧化而被去除，硅中白色夹杂的数量大幅度减少，而Fe、Ni、Mn等由于不能氧化而去除，在夹杂物中含量升高。

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三水型铝土矿盐酸浸出过程的热力学研究

赵爱春,刘燕,张廷安,吕国志,豆志河

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 266-270.

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针对低品位三水型铝土矿使用拜耳法提取氧化铝存在溶出率低的情况，采用盐酸法浸出，利用X衍射分析和半定量分析手段研究铝土矿的矿物组成和化学组成，并对矿石中主要有价金属的浸出反应进行热力学分析。结果表明：铝土矿的主要成分为三水铝石，其次是针铁矿和石英，以及锐钛矿等，其主要矿物三水铝石和针铁矿的酸浸反应很容易进行，在配矿液固比100:7、浸出时间2 h、矿石粒度小于55 μm、盐酸浓度10%、浸出温度373~383 K的条件下矿物中铁和铝的浸出率均在95%以上，浸出渣主要成分为SiO₂，易于综合利用。

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Cu₂S-MoS₂二元系相图的测定

陈星宇,赵中伟,郝明明,刘旭恒

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 271-275.

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针对现有辉钼矿氧化焙烧工艺生产效率低、设备结构复杂、炉料容易烧结、二氧化硫污染严重等不足，提出一种熔池熔炼辉钼矿的新方法。为了得到不同温度下辉钼矿在白冰铜中的溶解度，用干化学法合成硫化亚铜，并用步冷曲线法测定了Cu₂S-MoS₂ 二元系相图。实验结果表明，在MoS₂质量分数为0~4.48%的范围内，Cu₂S-MoS₂ 二元系为简单的二元共晶体系，共晶温度为(1117.0±3.0) °C，共晶组成为(1.70±0.20)%MoS₂；当MoS₂含量超过4.48%时MoS₂和Cu₂S形成固溶体。在铜熔炼温度范围(1200~1300 °C)内，白冰铜能够溶解辉钼矿，在1200 °C时溶解度达到14.8%。

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硫化矿自燃的机械活化机理

阳富强,吴超

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 276-282.

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为了揭示硫化矿发生自燃的本质原因，从典型金属矿山采集了具有代表性的矿样，在室内开展了硫化矿的机械活化实验。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)、综合热分析技术(STA)表征了矿样在经历不同时间的机械活化作用后的表观形貌、微观结构和热行为等物理化学性质的差异。结果发现：硫化矿石经历机械活化作用后，比表面积增大，出现团聚效应，产生晶格畸变与晶格缺陷，初始放热点及最大反应速率所对应的温度值均有所下降。由此提出了一种新的解释硫化矿自燃的机械活化理论，认为在金属矿山开采中施加于矿体上的各种机械力使得硫化矿产生了机械活化效应，从而使化学反应活性得到相应提高，在一定的环境条件下更加容易产生氧化自热，最终引发自燃火灾。

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多级复合流化床制备四氯化钛

袁章福,朱元晴,席亮,熊绍锋,徐秉声

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 283-288.

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为了解决四氯化钛制备过程中的粘结问题，采用复合流化床新工艺进行中试试验制备四氯化钛，可以有效利用镁钙含量大于2.5%的高钛渣原料。对氯气流量、流态化温度等参数的影响进行研究，并对反应产物的形貌进行分析，同时计算了反应效率。结果表明：TiO₂的转化率达到90%，通过检测发现收尘渣表面富集MgCl₂和CaCl₂，而流化床中未出现粘结，说明该流化床具有一定的抗粘结能力。

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大体积深过冷Co-Sn合金的凝固过程与组织演化

刘礼,马晓丽,黄起森,李金富,程先华,周尧和

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 289-293.

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将含12%-32%Sn(摩尔分数)的系列Co-Sn合金熔体过冷至平衡液相线以下不同温度进行凝固实验，通过监测快速凝固过程中的温度再辉与凝固组织分析不同过冷度下各合金的凝固行为进行研究。确定了Sn含量从14%到31%范围内Co-Sn合金凝固时共晶两相进行耦合生长和非耦合生长的分界线，在此成分范围之外的Co-Sn合金则很难被过冷至共晶共生区。在非共晶成分Co-Sn合金的深过冷凝固过程中不存在非互惠形核现象。

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铝熔体中混入KBF₄制备铝硼中间合金

王青亮,赵洪生,栗争光,沈利,赵九洲

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(1): 294-300.

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为了克服采用直接将KBF₄加到铝熔体表面的方法制备铝硼中间合金时存在的不足，分别采用两种混合技术——压入加盐法和漩涡加盐法制备Al-3%B中间合金。结果表明，采用压入加盐法所制备的合金中存在AlB₁₂，硼化物在铝基体中主要以团簇形式存在，而采用漩涡加盐法所制备的合金中只有AlB₂颗粒形成，且AlB₂颗粒在铝基体中弥散分布。采用不同混合技术时，加盐过程中搅拌速度及加盐后所得氟盐液滴平均尺寸的差异导致了不同合金组织的形成。

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2013年, 第23卷, 第1期　刊出日期：2013-01-25

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