中国有色金属学报（英文版）

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邢博,郝远,李元东,马颖,陈体军,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 567-575.

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采用新型自孕育流变铸造技术对变形镁合金半固态组织进行控制。该工艺过程为将合金熔体与一定量的合金固体颗粒(自孕育剂)混合，然后将混合金属通过一个多流股导流器浇入铸型或收集器。结果表明：采用自孕育工艺，合金熔体处理温度690~710 °C，孕育剂的加入量为3%~7%时能有效将AZ31镁合金传统铸造中的粗大枝晶组织转变为细小、近球状的非枝晶组织；当合金熔体处理温度较高时，增加孕育剂的加入量或减小导流器的倾斜角度有利于获得非枝晶组织。自孕育工艺制备的AZ31镁合金半固态浆料在620 °C等温保温30 s后能有效改善初生α-Mg颗粒的圆整度；延长保温时间有助于减小颗粒的圆整度，但同时颗粒发生粗化。利用Lifshitz-Slyozov- Wagner (LSW)理论对初生相颗粒在等温保温过程中的组织圆整、粗化过程进行了分析。

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新SIMA制备坯料触变挤压AZ61镁合金零件的组织与性能

姜巨福,王迎,柳君,曲建俊,杜之明,罗守靖

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 576-585.

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新应变诱导熔化激活法被用来制备高质量的AZ61镁合金半固态坯料。利用光学显微镜和拉伸实验，研究触变挤压成形零件的微观组织与力学性能。结果表明：当施加的压力为784 MPa，保压时间为90 s，模具温度为450 °C时，半固态坯料能够完全充填模具型腔。与半固态等温处理方法相比，新SIMA法制备的半固态坯料触变挤压成形零件的抗拉强度和伸长率分别为300.5 MPa和22%；并且成形零件的微观组织晶粒细小、组织均匀。随着等温处理温度的升高和保温时间的延长，成形零件的抗拉强度和伸长率先增加后降低。当挤压道次从1增加至4时，成形零件的抗拉强度和伸长率明显增加。

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预变形对挤压态Mg-6%Zn-1%Mn镁合金时效硬化效应和力学性能的影响

石国梁,张丁非,张红菊,赵霞兵,齐福刚,张奎

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 586-592.

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采用显微硬度测试、拉伸试验、金相观察和TEM观察，研究冷塑性变形对Mg-6%Zn-1%Mn (ZM61)合金时效硬化和力学性能的影响。在420 °C固溶处理1 h后，对ZM61挤压棒材试样进行室温拉伸变形，塑性应变有3种：0、5%和10%，预变形后再进行人工时效。时效硬化曲线表明：预变形可以显著加快硬化速率且提高峰值硬度；然而，当应变量由5%增加到10%后，峰值硬度并未增加。室温拉伸性能表明：预变形量增加，屈服强度和抗拉强度增加，伸长率略有降低，且屈服强度的增加幅度大于抗拉强度的。金相组织观察表明：当预变形应变量为5%时，金相组织中未观察到孪晶；预变形10%的组织中出现了大量的孪晶。TEM观察表明：预变形可以增加峰时效态组织中β₁′ 杆状相的数量。

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固溶处理中Mg-9Gd-2Er-0.4Zr合金的组织演变

王朝辉,杜文博,王旭东,刘轲,李淑波

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 593-598.

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利用OM、SEM和TEM研究了固溶处理过程中Mg-9Gd-2Er-0.4Zr铸造镁合金的微观组织演变，其固溶处理温度和时间范围分别为460~520 °C和3~12 h。结果表明，随着固溶时间的延长和(或)温度的升高，合金的晶粒尺寸和第二相形态均有显著变化。当固溶温度和时间分别为460 °C和3 h时，Mg₅(GdEr)相的体积分数降低并转变为破碎的岛状。当固溶温度和时间分别为460 °C和6 h时，Mg₅(GdEr)相已经完全溶解，但是析出了少量的立方状富RE相。随着固溶温度的升高，Mg₅(GdEr)相的形貌演变与固溶温度460 °C和时间6 h时的相似。在固溶处理过程中合金的组织演变为：Mg₅(GdEr)共晶相→Gd/Er原子向基体扩散→类球形Mg₅(GdEr)相→立方状富RE相→晶界迁移。

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纯铜作中间层的镁合金与不锈钢扩散-钎焊接头区的微观结构特征

袁新建,盛光敏,罗军,李佳

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 599-604.

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以纯铜作中间层采用一种新型的两步式扩散-钎焊方法对AZ31镁合金和304L奥氏体不锈钢进行连接。304L与铜的固态扩散连接在850 °C下进行20 min，随后与镁合金在520 °C 和 495 °C进行不同时间的钎焊。对扩散-钎焊接头区的微观结构特征进行研究。在铜与304L钢之间形成没有缺陷存在的Fe-Cu扩散界面。在AZ31和铜之间形成Cu-Mg反应物。在接头处出现包含AZ31/Cu-Mg 化合物/Cu/Fe-Cu 扩散层/304L的层状结构。随着时间的延长，铜层的宽度降低，而Cu-Mg化合物层的宽度增加。形成的Mg-Cu化合物使AZ31和铜层之间的区域出现显微硬度的峰值。

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搅拌摩擦焊工艺参数对铸态A356铝合金抗拉强度的影响

M.JAYARAMAN,v.balasubramanian

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 605-615.

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A356是一种高强度铝硅铸造态合金，广泛用于食品、化工、船舶、电器和汽车行业。熔焊这种铸造合金时存在许多问题，如孔隙、微裂隙、热裂等。然而，用搅拌摩擦焊(FSW)来焊接这种铸造态合金可以避免上述缺陷发生。研究了搅拌摩擦焊工艺参数对铸造态A356铝合金抗拉强度的影响；对旋转速度、焊接速度和轴向力等工艺参数进行优化；从宏观和微观组织分析角度对焊接区的质量进行分析；对焊接接头的抗拉强度进行了测定，并对抗拉强度与焊缝区硬度和显微组织的相关性进行了研究。在旋转速度1000 r/min、焊接速度75 mm/min和轴向力5 kN的条件下得到的焊接接头具有最高的抗拉强度。

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搅拌摩擦焊接工艺参数对AA6061-B₄C焊接接头抗拉强度的影响

K.KALAISELVAN,N.MURUGAN

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 616-624.

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搅拌摩擦焊(FSW)是一种固态连接技术，可用来连接高强度铝合金及多种陶瓷颗粒增强金属基复合材料(MMCs)。搅拌摩擦焊获得的陶瓷增强金属基复合材料焊缝优良，在增强体与基体间没有发生有害反应。对搅拌摩擦焊接工艺参数对AA6061-B4C焊接接头抗拉强度的影响进行研究。采用4因素5水平的中心复合设计来控制实验的次数。构建一数学模型来分析搅拌摩擦焊工艺参数对接头抗拉强度的影响。结果表明，在旋转速度1000 r/min、焊接速度1.3 mm/s、轴向力10 kN、增强相含量12%的条件下，搅拌摩擦焊得到的焊接接头的抗拉强度最大。根据构建的模型采用广义简约梯度算法进行优化以得到最大的抗拉强度。金相分析表明，在焊接接头中出现了多种区域，如焊合区、热力影响区和热影响区。在焊合区观察到大量的被细化的铝基体晶粒以及粒径明显减小的B₄C颗粒。在热力影响区出现塑性变形、热影响和被拉长的铝晶粒。

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热变形温度对7055铝合金热处理组织和力学性能的影响

闫亮明,沈健,李周兵,李俊鹏

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 625-630.

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采用Gleeble-1500D热模拟试验机对7055铝合金进行多道次热压缩试验，并对热压缩试样进行T6热处理。采用TEM、OM观察热压缩试样与热处理试样的组织形貌，并对热处理7055-T6试样进行拉伸试验，研究变形温度对7055铝合金多道次热压缩后组织、热处理后的显微组织与力学性能的影响。结果表明：热变形温度不仅影响多道次热压缩后试样的组织，而且显著影响该合金热处理后的组织和力学性能。在本试验条件范围内，随着温度的升高，经多道次热压缩后试样的晶粒长宽比先减小然后增加，位错密度降低，亚晶尺寸增加，热压缩过程中发生再结晶；热处理后合金中再结晶晶粒体积分数先降低后增加。再结晶体积分数越小，合金的强度越高。当温度为400 °C时，再结晶体积分数最小，约为45%，并且合金的抗拉强度和伸长率达到最大值。

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固溶处理和人工时效对Al-Cu合金显微组织和力学性能的影响

Jae-HoJANG,Dae-GeunNAM,Yong-HoPARK,Ik-MinPARK

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 631-635.

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对Al-Cu合金进行析出强化和人工时效处理以获得优异的力学性能，如高的强度、好的韧性。其热处理工艺条件为：510~530 °C固溶处理2 h；60 °C水淬；160~190 °C人工时效2~8 h。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和拉伸实验对经固溶和人工时效处理的Al-Cu合金的组织和力学性能进行表征。固溶处理实验结果表明，Al-Cu合金的力学性能随着固溶处理温度的升高先增加，然后降低。这是由于Al-Cu合金的残余相逐渐溶解进入基体中，从而导致析出相的数量和再结晶晶粒尺寸不断增加。相较于固溶处理温度，固溶处理时间对Al-Cu合金的影响较小。人工时效处理实验结果表明，合金经180 °C时效8 h，可以获得最大的拉伸强度。合金的最大拉伸强度和屈服强度随着时效时间的延长和温度的升高而升高。

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船用5052-O铝合金在海水中的力学和电化学性能

Seong-Jong KIM, Seok-Ki JANG, Min-Su HAN, Jae-Cheul PARK, Jae-Yong JEONG, Sang-Ok CHONG

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 636-641.

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采用电化学实验和SEM表面形貌观察，对船用5052-O铝合金在海水中的腐蚀保护电位进行优化，以克服诸如点蚀、腐蚀、应力腐蚀开裂和氢脆等行为的发生。在外加电流阴极保护的条件下，最优的保护电位范围为-1.3 V~ -0.7 V。在此电位下，试样的腐蚀电流密度较低，经恒电位实验后，试样表面形貌保持得较好。

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热处理对ZA27合金组织和性能的影响

刘洋,李红英,蒋浩帆,鲁晓超

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 642-649.

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采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及力学性能表征等手段，研究热处理对ZA27合金组织和性能的影响。结果表明，合金的铸态组织主要由α、β、η和 ε 相组成。经365 °C固溶处理1 h后，α 和η 相消失，组织主要由过饱和β 相组成。过饱和固溶体的分解分为两个阶段；在时效初期，过饱和β 相发生分解；随着时效时间的延长，ε相发生四相反应：α+ε→T′+η。通过适当的热处理工艺，ZA27合金可以获得理想的伸长率和强度匹配。

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TB6钛合金高速铣削三维表面形貌及疲劳行为

姚倡锋,武导侠,靳淇超,黄新春,任军学,张定华

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 650-660.

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钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点而被广泛应用于航空航天工业。为了优化高速铣削中控制表面粗糙度的工艺参数，通过高速侧面铣削试验及疲劳试验，研究高速铣削参数对三维表面形貌和疲劳寿命的影响。通过疲劳试样断口观测，揭示表面形貌对疲劳裂纹产生的作用机制。研究表明：铣削速度优选范围为100~140 m/min，每齿进给量优选范围为0.02~0.06 mm/z，可保障表面粗糙度在0.8 μm内。基于表面应力集中系数建立的疲劳寿命模型与实验结果的平均误差为6.25%。疲劳裂纹起源于试件已加工表面的相交棱处。

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田口-灰关联法应用于Inconel 718微放电铣削参数最佳化

林茂用,曹中丞,许春耀,邱蕙,黄鹏丞,林裕城

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 661-666.

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应用田口-灰关联法对Inconel 718微放电铣削多重质量特性如电极消耗率、材料去除率和扩口量进行最佳化，分析放电电流、脉冲时间、休止时间和极间间隙对加工Inconel 718之电极消耗率、材料去除率和扩口量的影响。实验结果表明，以最佳微放电铣削参数进行加工，其电极消耗率由5.6×10^-9 mm³/min降低到5.2×10^-9 mm³/min，材料去除率由0.47×10^-8 mm³/min增加到1.68×10^-8 mm³/min，扩口量由1.27 μm降低到1.19 μm。研究结果显示，应用田口-灰关联法，可以改善微放电铣削多重质量特性。

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镍改性层增强铜基底沉积金刚石膜的形核

刘学璋,魏秋平,翟豪,余志明,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 667-673.

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在铜基底溅射约100 nm厚的镍改性层，然后置入纳米金刚石悬浮液中超声震荡加载籽晶，随后在热丝化学气相沉积设备中制备出晶体颗粒接近热力学平衡形态的高质量金刚石膜，其中sp²碳相含量低于5.56%。分别采用激光拉曼光谱、扫描电镜与X射线衍射对金刚石膜的形核与生长进行研究。实验结果表明：在溅射有镍改性层的铜基底上，金刚石的形核密度比在无改性层的铜基底上的形核密度高10倍。镍改性层的增强机制主要来源于两个方面：镍改性层的纳米级粗糙表面增强金刚石籽晶颗粒的吸附；镍改性层的强催化效应加速铜基底上金刚石形核生长所需的石墨过渡层的形成，从而促进金刚石的快速形核。

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含硼、磷添加剂对电沉积CoNiFe软磁薄膜的影响

李建梅,张昭,李劲风,薛敏钊,刘燕刚

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 674-680.

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采用循环伏安法制备CoNiFe、CoNiFeB和CoNiFeP软磁薄膜。采用SEM、EDS和XRD进行薄膜形貌、成分及相组成分析，应用振动样品磁强计(VSM)测量其软磁性能，并采用电化学阻抗谱(EIS)及极化曲线研究其腐蚀阻力。结果表明，电沉积CoNiFe、CoNiFeB和CoNiFeP软磁薄膜为晶态和非晶态混合体，含硼、磷添加剂可促进非晶相的形成；CoNiFe和CoNiFeB具有纳米结构；含硼添加剂可提高薄膜的致密度和阻力，并使矫顽力从851.48 A/m降低至604.79 A/m，而磁饱和强度基本不变。含磷添加剂可增加薄膜粒子的尺寸并降低其耐蚀性，并使CoNiFeP薄膜的矫顽力增加至12485.79 A/m，磁饱和强度大幅度降低至1.25 T。

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激光熔覆Co-Cr-Ni-Mo涂层的粘塑性摩擦及组织演变行为

李瑞迪,李京龙,梁毅,籍成宗,袁铁锤

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 681-691.

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通过激光熔覆Co-Cr-Ni-Mo合金与WC-Co硬质合金之间的旋转摩擦变形实验，研究钴基合金的粘塑性摩擦及纳米组织形成机制。考察粘塑性摩擦过程的摩擦系数、界面温度及轴向缩短量随时间的变化关系。结果表明以上物理量首先进入快速上升阶段，然后进入稳态阶段，其中第一个阶段属于滑动摩擦，第二阶段属于粘塑性摩擦。粘塑性摩擦后，激光熔覆涂层从表面至内部可分为粘塑性变形区、热力影响区、激光原始组织3个典型区域。粘塑性变形可将原始组织中的网状M₂₃C₇相破碎为弥散分布的等轴形状纳米晶粒。粘塑性区的宽度为37~131 μm，其典型组织特征为晶粒尺度小于50 nm的M₂₃C₇相及α-Co相，甚至含有少量接近非晶态结构。因而，粘塑性摩擦将激光熔覆合金的硬度由HV600提高至HV997。

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生物医用β型Ti-15Mo-xNb合金的显微组织、力学性能和干态耐磨性

徐丽娟,肖树龙,田竟,陈玉勇,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 692-698.

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为了研究元素Nb含量对β型Ti-Mo基合金显微组织和性能的影响，制备了4种Ti-15Mo-xNb(x=5%, 10%, 15%和20%)合金，并研究其显微组织和性能。采用CJS111A型球-盘式摩擦磨损试验机评价了Ti-15Mo-xNb合金与Gr15对磨时的干摩擦磨损性能。结果表明：Nb含量对Ti-15Mo-xNb合金显微组织结构形态的影响较大，4种合金主要由β相组成，其硬度值均高于HV200；Ti-15Mo-5Nb合金的压缩屈服强度最低，Ti-15Mo-10Nb合金的压缩屈服强度最高；在干磨状态下Ti-15Mo-xNb合金的摩擦因数不稳定但其值较高；在不同的加载条件下，磨损表面均出现了较深的平行磨痕，在加载载荷为1 N时Ti-15Mo-5Nb合金的摩擦因数最低；Ti-15Mo-xNb合金的磨损机制为粘着磨损。

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氟化处理对植入材料Mg-Ca二元合金腐蚀行为的影响

HamidRezaBakhsheshi-Rad,MohdHasbullahIdris,MohammedRafiqAbdulKadir,MohammadrezaDaroonparvar

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 699-710.

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在室温下，将Mg-0.5Ca合金在不同浓度的氢氧化钠和HF溶液浸渍不同的时间,研究HF处理对合金腐蚀行为的影响。采用原子力显微镜、X射线衍射、场发射扫描电子显微镜表征样品的微观组织变化。通过动电位极化和Kokubo溶液浸泡试验测试样品的耐腐蚀性。结果表明，与35% HF处理的样品相比，经40% HF溶液处理的Mg-0.5Ca合金具有更均匀、更致密、更薄的涂层(12.6 μm)。电化学测试表明，在Kokubo溶液中，经氟化物处理的Mg-0.5Ca合金样品的耐腐蚀性比未处理样品的高35倍；前者的体外降解速率远远低于后者的。在40% HF溶液处理过的样品表面只出现了一些腐蚀点，而未经处理的样品完全被腐蚀产物覆盖且出现了分层现象。40% HF处理的Mg-0.5Ca合金，具有低的降解速率和良好的生物相容性，是一种有潜力的植入材料。

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FeCrAl纤维对FeCrAl(f)/HA复合材料显微结构及力学性能的影响

杨海林,李婧,方华婵,张翔,周忠诚,童晓阳,阮建明

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 711-717.

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采用热压工艺制备FeCrAl纤维增强的FeCrAl(f)/HA生物复合材料，通过金相显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等测试手段对试样的微观结构及成分进行观察和表征。采用三点抗弯法测定FeCrAl(f)/HA复合材料试样的力学性能。研究结果表明：复合材料的性能随FeCrAl纤维加入得到提高，并随着纤维含量(0~11%，体积分数)的增加逐渐明显下降。HA基体和FeCrAl纤维界面结合紧密，互相咬合较深，并在两相上出现了一定程度的互扩散。FeCrAl(f)/HA生物复合材料的最优化参数如下：纤维直径22 μm，长度1-2 mm、体积分数7%左右。

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磷酸锌微球的制备及光学性能

宁张磊,李文军,孙长艳,车平,常志东

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 718-724.

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在油酸存在下，采用简单的溶剂热方法制备单分散的磷酸锌微米球。通过X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、能谱等方法对磷酸锌产品的结构和形貌进行表征。实验结果表明，制备的磷酸锌产品结晶性良好，并且产品的形貌可以通过油酸添加量和氢氧化钠的加入量实现有效的控制。该产品具有自发光性能，在400 nm长波紫外光的激发下，可以发射出明亮的蓝光。推测可能的发光机理为与碳相关的表面杂质或者缺陷所致。

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水热法批量制备粒径可控SnO₂纳米粉体

曹雪,舒永春,胡永能,李广平,刘畅

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 725-730.

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以SnCl₄·5H₂O为前驱体、NH₃·H₂O为矿化剂，通过水热还原技术制备平均粒径在5~30 nm的SnO₂纳米粉末。系统研究小批量生产(1 kg/批)条件下，工艺条件包括溶液浓度、反应温度、压力、时间和pH值对SnO₂粒径、形貌和晶型的影响，并采用XRD、TEM等测试手段对样品进行表征。结果表明，在保持SnO₂粉末晶型和形貌不变的前提下，通过调节反应温度、反应时间等工艺参数，粉末的粒径尺寸可以有效地控制在5~30 nm范围内。不同于之前的报道，SnO₂粒径尺寸随着反应时间(反应温度)的变化存在新的变化趋势，并推测解释了此晶粒异常生长的机理。

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不同冷却条件下Cu₆₀Co₃₀Cr₁₀合金的快速凝固

郭晋波,曹崇德,弓素莲,宋瑞波,白晓军,王建元,郑建邦,文喜星,孙占波

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 731-734.

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利用电磁悬浮和快淬实验研究Cu₆₀Co₃₀Cr₁₀合金在亚稳不混溶区的液相分离和快速凝固特征。结果表明，合金的显微组织为富(Co,Cr)相分布在富Cu相基体中，且富(Co,Cr)相颗粒的形状和大小随着冷却速率的变化而有明显的区别。在悬浮凝固条件下冷却速率较低，富(Co,Cr)相较粗大，有明显的聚集粗化趋势，富(Cu)相中有大量富(Co,Cr)相枝晶。而在快淬凝固条件下富(Co,Cr)相明显细化，富(Cu)相中未发现富(Co,Cr)相枝晶形成，这可能与较高的冷却速率、较大的过冷度和较高的界面张力有关。

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FeCoNiCrCu_0.5Al_x高熵合金的结构和性能

李宝玉,彭坤,胡爱平,周灵平,朱家俊,李德意

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 735-741.

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研究Al含量和热处理对FeCoNiCrCu_0.5Al_x多主元高熵合金的相结构、硬度和电化学性能的影响规律。随着Al含量的增加，铸态合金的相结构由FCC相向BCC相转变。当x从0.5增加到1.5时，FeCoNiCrCu_0.5Al_x高熵合金的稳定结构由FCC结构向FCC+BCC双相结构转变。BCC相的硬度高于FCC相的，在氯离子及酸性介质中BCC相的耐腐蚀性均优于FCC相的。FeCoNiCrCu_0.5Al_1.0铸态合金具有高硬度和良好的抗腐蚀性能。

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高温、中应变速率下预测四道次连续轧制力的流变应力方程

Sang-minBYON,Doo-hyunNA,Young-seogLEE

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 742-748.

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为了计算在应变速率100～400 s^-¹、温度900～1050 °C条件下四道次连续线材轧制过程中的轧制力，提出了一个流变应力方程。基本概念是对Shida模型和Misaka模型进行改进。通常用这2种模型建立的流变应力本构方程来描述高温材料在不同应变率下的变形行为。将改进模型与有限元方法相结合来计算应变速率100～400 s^-¹、温度900～1050 °C条件下的四道次连续轧制过程中的轧制力。测量材料在每个道次的轧制力和表面温度，并与预测值进行比较。结果表明，在高温、中应变速率条件下，Misaka模型比Shida模型更好。在900 °C时，采用Misaka模型的轧制力误差为-5.7 %。在1050 °C时，采用Misaka模型的轧制力误差为-15.2%，而采用改进的Misaka模型的轧制力误差降低到1.8%。由此可以得出，对于高温、中应变速率的线材轧制过程，改进的Misaka模型能用来预测高温材料的变形行为。

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7075铝合金的变化型临界损伤因子

权国政,王凤彪,刘莹莹,石彧,周杰

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 749-755.

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韧性断裂作为一种主要的失效形式制约了成形工艺开发。Cockcroft-Latham损伤准则适用于多数合金韧性断裂失效的数值计算。对于应变软化型7075铝合金，确立临界损伤因子并揭示其与变形条件间的内在联系具有重要意义。通过压缩试验与数值模拟相互佐证的途径获得了7075铝合金临界损伤因子及其分布规律。结果表明：温度一定时，最大累积损伤值随着应变速率的增大而单调减小；7075铝合金的临界损伤因子不是常数，而是为在0.255~0.453范围内变化的变量；可由应变速率和温度为自变量表征临界损伤因子的变化规律。根据临界损伤因子规律分布图，可以精确地预测材料加工中发生断裂的时刻和位置，此外，还可识别出稳健的加工工艺参数区间。

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Mg-Zn-Cu-Zr 镁合金的热变形行为和加工图

余晖,于化顺,Young-minKIM,Bong-sunYOU,闵光辉

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 756-764.

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在温度523~673 K，应变率0.001~1 s^-1条件下，使用Gleeble 3800热模拟机研究一种新的四元Mg-6Zn-1.5Cu-0.5Zr合金的变形行为。结果表明，流变应力随着变形温度的升高或随着应变率的下降而减小。采用依赖于应变的本构方程和前馈反向传播人工神经网络来预测流变应力，其结果与实验数据吻合很好。热加工图表明，对于经T4处理的Mg-6Zn-1.5Cu-0.5Zr合金的热加工，其最佳工作条件为温度643~673 K，应变速率0.001~0.01 s^-1。

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分流模挤压焊合区域的氧化物分布及焊合组织分析

张新明,冯迪,史兴宽,刘胜胆

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 765-772.

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利用有限元分析、扫描电子显微镜及金相实验研究分流模的锭接锭挤压条件下，型材纵、横向焊合区域的氧化物分布及焊缝微观组织。结果表明：氧化物仅存在于型材基体与横向焊合区域结合面；纵向焊缝表现为深色条纹状组织，包含在强剪切变形及高温条件下形成的粗大再结晶晶粒中；横向焊缝组织表现为晶粒度略小的等轴再结晶晶粒。

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基于三维有限元铸轧工艺模拟及工艺参数优化的Mg-Al合金晶粒细化

胡红军,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 773-780.

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为了获得质量优异的镁合金薄板材并研究铸轧工艺参数对AZ31镁合金薄板材的温度场和热应力场的影响，基于铸轧的对称性采用ANSYS软件建立了三维几何和有限元模型。在ANSYS软件中采用smart-sizing算法进行网格划分。进行了一系列不同工艺参数下的三维温度场和热应力数值模拟。结果表明，随着浇注温度的升高，液相区和液固两相区的长度都增加；随着辊/薄板间接触的对流换热系数的增大，液固两相区的长度减小；随着浇注温度和铸轧速度的提高，两相区的长度增大。将优化的工艺参数(铸造速度2 m/min、浇注温度 640 °C、换热系数15 kW/(m²·°C)及水淬)用于镁合金铸轧试验，得到平均晶粒尺寸为50 μm的镁合金板坯。三维仿真结果能更好地理解相变区的温度变化和铸轧过程中热裂纹的形成机理，为设计和优化镁合金铸轧的工艺参数提供帮助。

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基于变温度场的镍钛形状记忆合金管滚珠旋压有限元模拟

江树勇,张艳秋,赵亚楠,唐明,李春峰

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 781-787.

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作为一种新的尝试，在高温下应用滚珠旋压制造镍钛形状记忆合金管。将名义成分为Ni_50.9Ti_49.1(摩尔分数)的镍钛形状记忆合金棒料进行固溶处理，制成用于滚珠旋压的镍钛形状记忆合金管坯。以变温度场和本构方程为基础，用刚粘塑性有限元法来模拟镍钛形状记忆合金管的滚珠旋压，获得了温度场、应力场和应变场，并进行了旋压载荷预测。有限元模拟结果表明，在旋压件的主变形区有大约160 °C的温升。从应力场和应变场可以看出，镍钛形状记忆合金管的外壁比内壁更容易满足塑性屈服准则，塑性变形区处于三向压应力状态。径向应变和切向应变为压缩应变，轴向应变为伸长应变。旋压载荷伴随滚珠旋压行程的变化对于预测旋压件的稳定流动具有重要的意义。

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基于人工神经网络的A357合金力学性能预测

杨夏炜,朱景川,农智升,何东,来忠红,刘颖,刘法伟

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 788-795.

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A357铝合金零件一般都需要经过热处理(T6状态)以获得优异的力学性能。这类零件的性能取决于固溶温度、固溶时间、人工时效温度及人工时效时间。在本研究中，建立了基于反向传播(BP)算法的人工神经网络 (ANN)模型，对A357合金的力学性能进行预测，研究了热处理工艺对该合金性能的影响。结果表明，所建立的BP模型能够对A357合金的力学性能进行有效且精度高的预测。良好的神经网络预测能力能够直观地反映A357合金的热处理工艺参数对其力学性能的影响。绘制抗拉强度和伸长率的等值线图形有助于清晰地找到抗拉强度和伸长率之间的关系，可为实际生产中热处理工艺参数的选择提供技术支持。

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天然黄铜矿矿物晶体的表面弛豫信息与理论分析

文书明,邓久帅,先永骏,刘丹

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 796-803.

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通过XRD测定黄铜矿晶体的晶胞参数，表明黄铜矿结晶完整，内部原子排列规则。通过分子力学定性分析，指出黄铜矿表面弛豫出现表面富硫现象。采用AFM获得黄铜矿表面的三维微观结构拓扑图和表面电子云分布二维拓扑图。AFM分析测试结果表明，黄铜矿表面原子的纵向和横向排列与晶体内部相比发生了很大变化。纵向上，铜、铁和硫原子相对于原来的位置发生位移，即发生了表面弛豫，弛豫的结果使得硫原子位于表面的最外区域。横向上，AFM图谱显示原子间距不规则，表面发生重构，重构的结果使得部分两个或更多个原子靠近，形成原子聚集体。采用基于密度泛函理论的总体能量平面波超软赝势法，电子交换关联能结合广义梯度近似形式，对晶胞进行优化。结果表明，(001)面表面原子排布变得不规则，表面硫原子沿Z轴轴向外移，铜硫键和铁硫键键长增加，晶胞体积膨胀，表面发生弛豫，晶体结构发生重构。这种表面弛豫和重构导致的富硫表面和不规则的原子聚集对浮选具有重要影响。

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转鼓和搅拌槽反应器中氧化亚铁硫杆菌氧化Fe²⁺的比较

金建,石绍渊,刘国梁,张庆华,丛威

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 804-811.

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研究转鼓和搅拌槽反应器中氧化亚铁硫杆菌在不同Al₂O₃粉末含量下对Fe²⁺的氧化。结果表明：未添加Al₂O₃粉末时，氧化亚铁硫杆菌在搅拌槽中的生物活性比在转鼓中的生物活性高。当Al₂O₃粉末含量从0增加到50% (质量分数)时，Fe²⁺的生物氧化速率从0.23 g/(L·h) 显著降低到 0.025 g/(L·h)，可能是搅拌槽中的固体颗粒碰撞和研磨作用导致氧化亚铁硫杆菌失活。转鼓中Al₂O₃的含量增加对氧化亚铁硫杆菌的生物活性仅有较小的负面影响，这是由于两个反应器不同的混合机制所致。在相同的Al₂O₃含量下，Fe²⁺在转鼓反应器中的生物氧化速率比在搅拌槽中的生物氧化速率更高，尤其在较高的固体含量下，表明转鼓反应器能允许较高的固体含量和维持较高的生物活性。由于Al₂O₃粉末与真实硫化矿具有不同的物理化学性质，因此转鼓反应器用于硫化矿生物浸出的可行性还需进一步验证。

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生物浸铀中影响嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的氟毒物活性形态

彭志俊,余润兰,邱冠周,覃文庆,顾帼华,王清良,李乾,刘学端,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 812-817.

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为了确定浸矿菌耐氟的机制，在氟化物存在的条件下，驯化铀矿浸出菌嗜酸氧化亚铁硫杆菌 ATCC 23270，研究溶液中含不同氟浓度、不同pH值时铀矿浸出菌的活性变化，以及有无蛋白酶K处理时铀矿浸出菌细胞内氟浓度的变化情况。采用铂电极和Ag/AgCl参比电极测量氧化还原电位，以作为细菌不同活性的参照指标，采用氟离子选择性电极测定细胞内的氟浓度。结果表明，真正影响铀矿浸出菌活性的是HF，溶液pH值增加以及溶液中与氟有较强络合能力的离子浓度的变化，也会引起耐氟菌假象的出现。浸矿菌的耐氟能力可能与细胞壁和细胞膜上的一些蛋白密切相关。

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一种用于嗜酸性氧化亚铁硫杆菌液氮保藏的新型保护剂的保藏效果

吴学玲,胡琪,侯冬梅,辛小红,苗博,王洋洋,刘学端,申丽

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 818-823.

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对一种用于嗜酸性氧化亚铁硫杆菌液氮冷藏新型保护剂GP的保藏效果进行研究。依据最大细胞复苏率及最高亚铁氧化活性确定该新型保护剂的最佳使用浓度。结果表明，保护剂的最佳浓度为30%，在此浓度下细胞复苏率达到84.4%，且能在120 h内完全氧化培养基中的亚铁，培养6 d后菌体浓度达到5.8×10⁷ cell/mL。此外，解冻细胞在9K培养基中培养6 d后，对活细胞复苏的最佳GP残留浓度为0.6%(体积分数)。在此浓度下，菌株DC完全氧化亚铁需要108 h，并且最终菌体浓度为6.8×10⁷ cell/mL. 因此，GP是一种简单、有效的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌液氮保藏的冷冻保护剂。

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假乙内酰硫脲酸在铜-钼浮选分离中的抑制性能

陈建华,蓝丽红,廖幸锦

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 824-831.

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将合成的假乙内酰硫脲酸(PGA)用作铜-钼分离抑制剂。该药剂闭路实验结果表明：假乙内酰硫脲酸在较小的用量下对黄铜矿有较强的抑制作用，经一次粗选、一次扫选、两次精选，可获得Mo品位大于26%、回收率大于89%的浮选指标，而用Na₂S做抑制剂时钼的回收率下降了2%。药剂吸附量测试结果表明，PGA与丁基黄药在矿物表面发生竞争吸附，PGA在黄铜矿表面上的吸附量远大于在辉钼矿表面的。红外光谱分析表明，PGA在黄铜矿表面是化学吸附，而在辉钼矿表面属于物理吸附。前线轨道计算结果表明，在PAG分子中，硫原子是反应活性的中心。利用矿物、丁黄药及PGA的费米能级能量大小可以从电化学作用角来度解释PGA的抑制机理。

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Zn(II)-NH₃-Cl^--H₂O 体系的优势区图

丁治英,陈启元,尹周澜,刘葵

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 832-840.

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采用化学平衡模拟软件GEMS预测了锌湿法冶金过程中涉及的锌在Zn(II)-NH₃-H₂O 和 Zn(II)-NH₃-Cl^--H₂O体系中的溶解度，并构建了其含锌物种分布图和优势区图。采用平衡实验方法测定了相同条件下锌的溶解度，其结果与预测结果相吻合。含锌物种的分布图和优势区图表明，在弱碱性条件下，2个体系均为以锌氨和羟基锌氨配合物为溶液的主要物种，其中为主要优势物种；在Zn(II)-NH₃-Cl^--H₂O体系中，锌氨氯三元配合物的形成能有效增大锌在中性条件下的溶解度，在该体系中存在Zn(OH)₂、Zn(OH)_1.6Cl_0.4和Zn(NH₃)₂Cl₂3种固相，固相产物的形成取决于体系中总锌、总氨和总氯浓度。这些热力学平衡图表明了体系中各种物种之间的相互影响作用，并预测了总氨和总氯浓度的变化对锌溶解度的影响，为锌湿法冶金提供了热力学数据。

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氢还原硝酸银气溶胶制备纳米银粉

Bur?ak EBIN, Elif YAZICI, Sebahattin GüRMEN

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 841-848.

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采用高频超声波发生器生成硝酸银气雾滴，然后用氢气还原硝酸银制备纳米银粉。研究前驱体浓度和反应温度对产物粒径、形貌和晶粒尺寸的影响。在200 °C的氢气气氛中，以硝酸银为原料制得的纳米银粉中含有氧化物。当反应温度超过200 °C时可以制得纯银粉；X射线衍射分析表明，所制得样品的晶粒尺寸为29~47 nm。研究表明反应温度对产物的粒径有明显影响。随着前驱体浓度的增加，所得纳米粉末的晶粒尺寸增加。SEM观察表明，产物银粉呈球形，粒径为210~525 nm。反应温度和前驱体浓度对产物粒径有明显影响。

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焙烧氟碳铈矿硫酸浸出稀土的动力学

冯兴亮,龙志奇,崔大立,王良士,黄小卫,张国成,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 849-854.

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研究了硫酸浸出德昌稀土与天青石共伴生矿的焙烧矿过程。考查粒度、搅拌速度、硫酸浓度和温度对稀土浸出率的影响，并对稀土的浸出动力学进行分析。在选定的浸出条件下：粒径0.074~0.100 mm、硫酸浓度1.5 mol/L、液固比8:1、搅拌速度500 r/min，稀土浸出反应受内扩散控制，表观活化能为9.977 kJ/mol。

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吸附EDTA活性炭的电化学再生

尤翔宇,柴立元,王云燕,苏艳蓉,赵娜,舒余德

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 855-860.

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采用吸附饱和EDTA的活性炭作为三维电极反应器中的粒子电极，多次使用后采用电化学方法对其再生。通过对吸附饱和EDTA的活性炭和多次电解使用后的活性炭的红外光谱谱图的分析得出，EDTA被活性炭吸附后产生甘氨酸H₂NCH₂COOH，通过N—H键生成一种永久性占据活性炭活性点的非催化活性缔合物，导致其催化活性消失，降解效率下降。采用电解方法使活性炭再生，得出活性炭的最佳活化条件为：电流100~300 mA，溶液电导率1.39 mS/cm，pH值 6.0~8.0，电解1 h可以使活性炭恢复活性，电解后有机物的残余TOC浓度低于10 mg/L(初始浓度为200 mg/L)。

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熔盐电解制备四元Mg-Zn-Li-Ca合金

曹鹏,张密林,韩伟,颜永得,陈丽军

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 861-865.

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在LiCl-KCl-MgCl₂-ZnCl₂-CaCl₂熔盐体系中，以钼为惰性电极，在温度为943 K时，直接电解制备Mg-Zn-Li-Ca四元合金。循环伏安研究表明，在LiCl-KCl熔盐体系中，添加MgCl₂、ZnCl₂和CaCl₂后，Li的析出电位明显正移。计时电位研究表明，当阴极电流密度等于或者更负于-1.55 A/cm²时，Mg、Li/Zn和Ca能够实现四元沉积。X射线衍射研究表明，恒电流电解可以制备出由不同相组成的Mg-Zn-Li-Ca合金。采用金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行表征。能谱分析结果表明，Mg元素和Ca元素在合金中分布均匀，而Zn元素主要分布在基体的边缘。

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纯Ti和Ti-Pd合金在有、无添加H₂O₂的磷酸盐缓冲溶液中的耐腐蚀性能

P. HANDZLIK, K. FITZNER

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 866-875.

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采用动电位和电化学阻抗谱技术研究了纯Ti(2级)和Ti-Pd合金(7级)的耐腐蚀性能。实验温度为36.6 °C，实验溶液包括模拟的健康人体条件的pH 7.4 的PBS溶液和添加了H₂O₂ (0.015 mol/L)的pH 5.2的炎症状态的PBS溶液。Ti-Pd合金(7级Ti)，在含H₂O₂的PBS溶液中，其耐腐蚀性能比纯Ti的好(较低的腐蚀电流密度)，表明其是一种很好的骨科植入材料。

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电镀锌钢材表面物理气相沉积Zn-Mg合金镀层的电化学性能

Myeong-Hoon LEE, Yeon-Won KIM, Kyung-Min LIM, Seung-Hyo LEE, Kyung-Man MOON

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(3): 876-880.

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锌合金镀层由于具有较强的耐腐蚀性能而得到广泛的关注，特别是Zn-Mg合金镀层，其耐腐蚀性能能得到显著提高。采用气相沉积方法制备不同镁含量的Zn-Mg合金镀层，研究Zn-Mg合金镀层中镁含量对其耐腐蚀性能的影响。在3%NaCl溶液中进行浸泡试验、动电位测试和电偶腐蚀试验，研究不同Mg含量镀层的耐腐蚀性能。结果表明，Zn-Mg合金镀层的耐腐蚀性能与Mg含量显著相关，镀层的腐蚀电位随着Mg含量的增加而降低，但是腐蚀电流密度却升高，直至15%Mg含量；在Zn-Mg合金镀层中存在钝化区。

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2013年, 第23卷, 第3期　刊出日期：2013-03-25

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