中国有色金属学报（英文版）

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费厚军,徐广龙,刘立斌,薄宏,曾丽君,陈翠萍

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 881-888.

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采用平衡合金分析法, 利用X射线衍射分析、扫描电镜显微结构分析、电子探针成分分析以及差示扫描量热分析，对Mg-Ca-Gd 和Mg-Ca-Nd 2个体系富镁角400 °C的相平衡关系进行研究。通过对13个合金样品的分析构建2个三元系富镁角400 °C的等温截面。研究发现，在400 °C时2个体系中均存在α-Mg，Mg₄₁RE₅ 和 Mg₂Ca组成的三相区，它们是由一个相似的共晶反应L→α-Mg+Mg₂Ca+Mg₄₁RE₅而形成的，共晶温度分别为499.6 °C和505.6 °C。结果表明，Mg-Ca-Gd体系在400 °C时Mg₅Gd中Ca的溶解度为3.68%, 3%的Gd溶解到Mg₂Ca中。而Mg-Ca-Nd体系在400 °C时Mg₄₁Nd₅中Ca的溶解度为3.57%，同时1.24%的Gd溶解到Mg₂Ca中。此外这2个三元体系富镁角在400 °C的还分别存在由α-Mg+Mg₅Gd+Τ 和 Mg₅Gd+Mg₂Ca+Τ组成以及由Mg₃Nd+Mg₂Ca+Mg₄₁Nd₅组成的三相区。

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铸态Mg-9Er-6Y-xZn-0.6Zr合金的显微组织及相组成

王敬丰,宋鹏飞,潘复生,周小蒽

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 889-895.

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对铸态Mg-9Er-6Y-xZn-0.6Zr (x=1，2，3，4；名义质量分数)系列合金的显微组织和相组成进行了研究。在低Zn含量的合金中，第二相主要以Mg₂₄(Er,Y,Zn)₅存在，除此之外，在α-Mg基体中出现了一些从晶界向晶粒内部平行生长的层状相。随着Zn含量的增加，Mg₂₄(Er,Y,Zn)₅相不断减少，而Mg₁₂Zn(Y,Er)相和层状相不断增多。当合金中Zn含量达到4%(名义成分)时，Mg₁₂Zn(Y,Er)相主要以大块状形貌存在，而部分α-Mg基体中的层状相已几乎贯穿了部分晶粒。此外, Mg₁₂Zn(Y,Er)和Mg₂₄(Er,Y,Zn)₅ 相的晶体结构被分别确定为18R型的长周期堆垛有序结构和体心立方结构。

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Mg-(8%~12%)Zn-(2%~6%)Al合金的组织、力学及高温蠕变性能

万晓峰,倪红军,黄明宇,张华丽,孙建华

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 896-903.

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研究了Mg-(8%~12%) Zn-(2%~6%) Al合金的微观组织特征、力学性能以及高温蠕变性能。结果表明，Zn/Al质量比在4~6的ZA82、ZA102和ZA122合金的显微组织主要由a-Mg、致密层片状e-Mg₅₁Zn₂₀相和块状τ-Mg₃₂(Al, Zn)₄₉相组成。中等质量比(2~3)的ZA84、ZA124合金显微组织中的中间相主要为沿晶界呈半连续或连续分布的块状τ相。Zn/Al质量比较小(1~2)的ZA86、ZA126合金显微组织中的中间相组织主要由块状τ相、层片状f-Al₂Mg₅Zn₂相和一些依附于这些中间相附近呈团絮状的β-Mg₁₇Al₁₂相组成。Zn/Al质量比值在2~3时，合金的抗蠕变性能较好，其中具有连续网状分布的块状τ相组织的ZA124合金显示出最好的蠕变抗力。

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Sn元素对铸态及挤压态Mg-9Li合金显微组织的影响

蒋斌,曾迎,Ming-xingZHANG,殷恒梅,杨青山,潘复生,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 904-908.

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研究添加Sn对铸态及挤压态Mg-9Li合金显微组织的影响。结果表明：Mg-9Li-xSn(x = 0，5；质量分数，%)合金的铸态和挤压态的组织为α-Mg，β-Li，Li₂MgSn和Mg₂Sn；铸态时Li₂MgSn为连续的网状结构，挤压后变成均匀分布的颗粒状；由晶体学匹配关系可知，Li₂MgSn和Mg₂Sn在挤压时可以作为动态再结晶的异质形核点；挤压变形引起的动态再结晶使得晶粒细化且分布均匀。挤压态的Mg-9Li-5Sn合金具有尺寸为45.9 μm的最细晶粒。

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循环镦挤在AZ91D镁合金半固态工艺中的应用

陶健全,姜巨福,陈红,肖远伦,张荣朝,胡庆华,赵军,赵强

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 909-915.

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研究AZ91D镁合金在循环往复镦挤和局部重熔过程中的组织演变，研究重熔温度和保温时间对AZ91D镁合金半固态组织的影响，测试触变挤压AZ91D镁合金构件的力学性能。结果表明：对于触变成形制备半固态AZ91D镁合金，循环往复镦挤和局部重熔是一种有效的方法。在局部重熔过程中，随着重熔温度的升高和保温时间的延长，固相晶粒尺寸增大，晶粒球化效果较好。比起其他铸态AZ91D镁合金，循环往复镦挤和半固态重熔制备的AZ91D镁合金的力学性能得到显著提高。

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应变速率对AZ31B镁合金板材组织和成型性能的影响

王利飞,黄光胜,李红成,张华,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 916-922.

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在200 °C下通过不同应变速率(10^-1，10^-2，10^-3，10^-4s^-1)进行单轴拉伸试验和半球形冲压成型试验，研究应变速率对AZ31B镁合金板材组织和成形性能的影响。结果表明，随着应变速率的降低，动态再结晶体积分数变大，原始晶粒逐渐被动态再结晶晶粒取代；在低的应变速率下，伸长率较大，r值较小；并且随着应变速率的降低，Erichsen突值变大，成型性能提高。这主要是由于随着变形速率的降低，变形过程中动态再结晶软化作用和动态再结晶晶粒协调变形作用而逐渐增强的结果。

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温度对离心铸造Mg₂Si和Si混杂增强铝基自生复合材料断裂行为的影响

李波,王开,刘明翔,薛寒松,朱子宗,刘昌明

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 923-930.

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以Al-20Si-5Mg为原料，采用离心铸造技术制备含有高体积分数的Mg₂Si和Si混杂增强铝基自生复合材料。观察复合材料的微观组织及断口形貌，研究温度对其断裂行为的影响。结果表明，复合材料中Mg₂Si和Si颗粒的体积分数达38%, 复合材料的强度随着温度的升高先增加而后降低。断口形貌分析表明，颗粒断裂和界面脱粘共同影响复合材料的断裂，且随着温度的升高，界面脱粘成为主要的断裂机制。高体积分数的增强颗粒和良好的颗粒/合金界面强度能够有效地抑制位错运动，对复合材料强度的提高有关键作用。

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触变成形和热处理ZA27合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

BiljanaBOBIC,JelenaBAJAT,ZagorkaACIMOVIC-PAVLOVIC,IlijaBOBIC,BoreJEGDIC

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 931-941.

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研究触变成形和热处理ZA27合金在NaCl溶液中腐蚀后的显微组织的变化。结果表明，热处理会影响触变成形ZA27合金的组织。对经热处理和未经热处理的触变成形ZA27合金，电化学腐蚀均发生在η相区。浸泡试验和电化学测试结果表明，未经热处理的触变成形ZA27合金的腐蚀速率比经过热处理的触变成形ZA27合金的低50%，表明T4热处理会降低触变成形ZA27合金的耐腐蚀性能。

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Al/SiC_p金属基复合材料搅拌摩擦焊工艺参数的多目标优化

P.PERIYASAMY,B.MOHAN,V.BALASUBRAMANIAN,S.RAJAKUMAR,S.VENUGOPAL

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 942-955.

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碳化硅颗粒(SiC_p)增强铸造铝基复合材料(MMC)在制造高比强、高温性能好和耐磨的轻质结构件中得到广泛应用。焊接接头的性能取决于搅拌摩擦焊(FSW)的工艺参数。研究铸造AA6061/20%SiC_p(体积分数)金属基复合材料焊接接头的抗拉强度、缺口拉伸强度和硬度，建立搅拌摩擦焊工艺参数(刀具转速、焊接速度和轴向力)与接头性能(抗拉强度、缺口拉伸强度和焊点硬度)之间的关系，确定最佳的焊接条件，以最大限度地提高接头的力学性能。结果表明，当搅拌针转速为1370 r/min、焊接速度为88.9 mm/min和轴向力为9.6 kN时，接头的最大抗拉强度、缺口拉伸强度和硬度分别为265 MPa、201 MPa和HV114。

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初始显微组织对7085铝合金热加工性能的影响

陈送义,陈康华,彭国胜,贾乐

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 956-963.

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采用等温压缩实验研究不同初始显微组织(均匀化态和固溶态)的7085铝合金在变形温度为300~450 °C、应变速率为0.0001~1 s^-1热变形条件下的热加工性能。根据流变应力估算不同状态的合金应变速率敏感因子，并建立功率耗散图和失稳图。结果表明，均匀化态合金的有效功率消耗低于固溶态合金的有效功率消耗。均匀化态和固溶态合金的峰值动态再结晶变形参数分别为400 °C、0.01 s^-1和450 °C、0.001 s^-1。均匀化态合金的流变不稳定区比固溶态合金的窄。两种初始组织的合金的热加工图的区别主要与合金的析出特征相关。

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AA5052/聚乙烯/AA5052复合层板的成形性

刘建光,薛卫

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 964-969.

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对AA5052/聚乙烯/AA5052复合层板成形性进行实验研究。采用热压粘结法制备3种中心层聚合物厚度不同的AA5052/聚乙烯/AA5052复合层板。对制备的复合层板进行拉伸实验，研究其力学性能。对3种聚合物复合层板进行刚性半球凸模胀形实验，研究中心层厚度对复合层板极限胀形高度的影响，得到3种复合层板成形极限曲线。研究结果表明：AA5052/聚乙烯/AA5052复合层板的成形极限高于单层AA5052铝合金板材的成形极限，并且随着聚乙烯层厚度的增加，复合层板成形极限提高。

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液固分离和喷射沉积制备Al-45%Si合金的组织及性能

李艳霞,刘俊友,王文韶,刘国权

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 970-976.

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对液固分离法(LSS)和喷射沉积法(SD)制备的Al-45%Si合金组织和性能进行研究。结果表明，两种方法制备的合金中初生Si相具有不同的尺寸、形态和分布，从而对合金性能产生不同的影响。采用喷射沉积法制备的合金中硅相形状不规则，尺寸细小并在空间连续分布。液固分离法制备的合金中硅相形态呈近球形，尺寸较大并被连续的铝基体包覆。与喷射沉积合金相比，液固分离制备合金具有更高的热导率和更低的低温热膨胀系数，但由于硅颗粒尺寸较大，力学性能低于喷射沉积合金。硅相的分布形式对热膨胀系数的增加速率影响显著，其中喷射沉积法制备的合金中硅相连续分布有利于获得低的增加速率。由于组织特征的不同，液固分离制备合金的热膨胀系数预测模型与喷射沉积制备的合金有区别。

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液态模锻工艺参数对AlSi9Cu3强度和塑性的影响

宾仕博,邢书明,田龙梅,赵宁,李兰

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 977-982.

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采用正交试验研究浇注温度、液锻压力、充型速度和模具预热温度等液态模锻工艺参数对AlSi9Cu3铝合金强度和塑性的影响。结果表明，当成形压力超过65 MPa以后，抗拉强度σ_b随液锻压力和浇注温度的增大而下降，随充型速度和模具预热温度的增大而增加；伸长率δ随液锻压力和充型速度的增大而增加，随浇注温度的增大而下降，随模具预热温度的增大先增大后减小。当浇注温度为730 °C、液锻压力为75 MPa、充型速度为0.50 m/s、模具预热温度为220 °C时，与砂型铸造合金相比，液锻AlSi9Cu3合金的抗拉强度提高16.7%、延长率提高9.1%、硬度提高10.1%。

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喷铸工艺制备NiAl-Cr(Mo)-(Hf,Dy)亚共晶合金的组织及室温力学性能

盛立远,杨芳,奚廷斐,郑玉峰,郭建亭

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 983-990.

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采用普通重力铸造和喷铸制备NiAl-Cr(Mo)-(Hf,Dy)亚共晶合金，研究两种工艺制备的合金的微观组织和室温力学性能。结果表明，Hf和Dy元素的添加导致Ni₂AlHf Heusler 相和 Ni₅Dy相在NiAl/Cr(Mo)相界面析出。喷铸工艺促使部分Ni₂AlHf Heusler和 Ni₅Dy相分别转变为Hf固溶体和Dy固溶体相，层片间距得到细化，共晶胞的面积比以及均匀分布的Ni₂AlHf、Ni₅Dy、Hf固溶体和Dy固溶体相增加。对比普通铸造合金，喷铸合金的室温性能得到明显提高。

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固溶体型高熵合金的形成条件

任明星,李邦盛,傅恒志

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 991-995.

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研究高熵合金形成固溶体型组织的条件。制备17种不同成分的高熵合金，计算合金相组成影响因素(综合原子半径差δ、混合焓?H和混合熵?S)，利用SEM和XRD分析合金的显微组织及相组成。结果表明：只有满足δ≤2.77和?H≥-8.8 kJ/mol的体系，才会形成固溶体型高熵合金，否则合金中出现金属间化合物。选择元素类型对高熵合金的组织结构和性能具有重要影响。

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磷化修饰WE43镁合金的体外生物相容性及耐腐蚀性能

叶成红,奚廷斐,郑玉峰,王淑琴,李扬德

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 996-1001.

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通过浸泡方式制备磷化修饰WE43镁合金，利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法表征修饰后镁合金的表面微观结构，通过电化学方法测试材料的抗腐蚀性能，同时，利用MTT法和溶血率试验法比较了修饰和未修饰镁合金材料的生物相容性。结果表明，磷化修饰能大幅度地提高WE43镁合金的耐腐蚀性及生物相容性。

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采用密封材料的热喷涂层的空蚀和电化学特征

Seong-JongKIM,Seung-JunLEE,In-JuKIM,Seong-Kweon KIM,Min-SuHAN,Seok-KiJANG

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1002-1010.

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抗腐蚀热喷涂技术广泛地运用于防止钢在海洋环境中由于腐蚀和气蚀受到损害。为了改善用于船舶材料的低温热喷涂85%Al-14.5%Zn-0.5%Zr涂层合金的耐久性，对其采用了多种密封材料，并考察其电化学行为和空蚀特征。结果表明：密封材料能改善涂层材料的性能。其中，混合陶瓷和氟-硅密封材料有着良好的电化学性能，并且氟-硅密封材料具有最佳的抗空蚀性能。

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反应超音速喷涂制备TiN基复合涂层及其腐蚀磨损性能

马静,闫冬青,胡建文,张欣,李扬

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1011-1018.

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采用反应超音速喷涂方法在45#钢基体上制备TiN基复合涂层，并对涂层的显微结构、相成分、显微硬度和在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为和耐磨性进行研究。结果表明，TiN复合涂层与基体结合良好，在较大载荷下显微硬度较高。TiN基复合涂层的耐蚀性优异，其腐蚀电位较正，钝化区很宽，这表明涂层在电解液中很稳定，有效地保护了基体。磨损实验表明在196、294和735 N的载荷下摩擦因数基本保持在0.49~0.5。磨损机制为三体磨料磨损，轻载荷下的失效形式为应力集中造成的涂层颗粒剥落，而在重载荷下为涂层间的开裂。

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外负载TiO₂/活性炭在不同条件下降解酸性黄的光催化性能及其动力学

曾孟雄,李佑稷,马明远,陈伟,李雷勇

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1019-1027.

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以超临界流体沉积法处理过的活性炭(AC)为载体，采用溶胶-凝胶法制备外负载TiO₂/AC(TAs)光催化材料。在紫外光照射下，通过对可溶性染料酸性黄(AY)的降解反应，考察外负载TiO₂/AC复合体的光催化性能并建立光催化降解动力学，同时探讨酸性黄初始溶液浓度、光强度、催化剂浓度对其光催化降解性能的影响。结果表明，TAs具有很高的光催化活性，对酸性黄的光催化性能比TiO₂+AC、TiO₂和P25的高。外负载TiO₂/AC对不同初始浓度酸性黄的光催化降解符合一级动力学，这种新的动力学模型符合经典的Langmuir-Hinshelwood定律且在较大范围内其降解速率常数与光强度的平方根成正比。然而，其吸附性能取决于光催化剂的比表面积。模型与实验数据较吻合，表明此模型能阐明催化剂TAs中TiO₂浓度对光催化性能的影响。

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2LiFe_1-xCo_xPO₄-Li₃V₂(PO₄)₃/C锂离子电池正极材料的制备和性能

张佳峰,张宝,郭学益,欧星,王健龙,彭春丽,郑俊超,陈核章,沈超

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1028-1032.

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用共沉淀法合成的Fe_1-2xCo_2xVO₄为原料制备2LiFe_1-xCo_xPO₄-Li₃V₂(PO₄)₃/C。采用X射线衍射、扫描电镜以及电化学测试对2LiFe_1-xCo_xPO₄-Li₃V₂(PO₄)₃/C样品进行表征。结果表明，所有2LiFe_1-xCo_xPO₄- Li₃V₂(PO₄)₃/C 复合材料样品均有相似的晶体结构。X射线衍射和扫描电镜表明，2LiFe_0.96Co_0.04PO₄-Li₃V₂(PO₄)₃/C具有最有序的晶体结构和细小、均匀的颗粒。充放电测试表明，2LiFe_0.96Co_0.04PO₄-Li₃V₂(PO₄)₃/C具有最佳的电化学性能，在电压2.5~4.5 V，0.1C条件下首次放电比容量可达144.1 mA·h/g，循环100次后容量保持率仍可达到95.6%。

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锌掺杂纳米Ni(OH)₂的制备及其电化学性能

赵力,刘志豪,金雷

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1033-1038.

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采用沉淀转化法制备出掺杂Zn的纳米Ni(OH)₂。利用XRD和TEM对材料的结构和微观形貌进行分析，利用循环伏安技术和恒流充放电技术对材料的电化学性能进行研究。结果表明，随着Zn掺杂量的增加，纳米Ni(OH)₂晶格参数发生相应的变化，同时，材料的团聚逐渐加重。在0.2C和3C放电倍率下，掺杂10% Zn的纳米Ni(OH)₂放电比容量比未掺杂的样品分别提高8%和6%。经110次循环后，掺杂10%Zn的样品放电比容量仍可达到其初始比容量的85%。因此，掺杂适量的Zn可以提高纳米Ni(OH)₂的放电性能。

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预处理对铝箔在HCl-H₂SO₄溶液中电蚀行为的影响

班朝磊,何业东,邵鑫,杜鹃

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1039-1045.

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将高压铝电解电容器用铝箔在40 °C的0.5 mol/L H₃PO₄或40 °C的0.125 mol/L NaOH溶液中进行浸泡预处理，再在80 °C的1 mol/L HCl+2.5 mol/L H₂SO₄电解液中进行直流电解腐蚀。采用动电位极化法研究预处理对铝箔点蚀电位和腐蚀电位的影响；用恒电位极化法和扫描电镜(SEM)研究了预处理对铝箔表面亚稳孔萌生速率的影响；用SEM和交流阻抗(EIS)研究了预处理对腐蚀箔表面、横截面形貌及电化学行为的影响；用A/D模块采集了电解腐蚀初期槽电压—时间瞬时曲线。结果表明：预处理促进了铝箔表面活化，有助于电蚀时Cl^-在铝箔表面的吸附、扩散和迁移，提高亚稳蚀孔萌生率及稳定蚀孔和隧道微孔的密度，从而导致腐蚀箔比表面积和比电容增加。

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FeCrAl纤维多孔材料的分形维数

王建忠,奚正平,汤慧萍,黄卫东,朱纪磊,敖庆波

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1046-1051.

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利用气流铺毡技术和真空烧结炉制备了FeCrAl纤维多孔材料，其烧结温度为1300 °C，保温时间为2 h。采用基于分形理论和计算机图像处理技术自主研发的一种新型分形软件对其孔结构进行描述，计算孔结构的分形维数，研究了放大倍数与孔隙度对分形维数的影响规律。研究表明，分形维数随着放大倍数的增加而降低，随着孔隙度的增大而增大。分形维数和放大倍数、孔隙度之间的关系可以分别表示为D=α₀exp(-x/α₁)+α₂和D=k₂-(k₁-k₂)/[1+exp((θ-k₀)/k₃)]。

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熔体初始温度对液态Mg₇Zn₃合金凝固过程中微观结构非线性影响的模拟研究

刘让苏,梁永超,刘海蓉,郑乃超,莫云飞,侯兆阳,周丽丽,彭平

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1052-1060.

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采用分子动力学方法对不同熔体初始温度对液态Mg-Zn合金凝固过程中微观结构演变的非线性影响进行了模拟研究，并采用多种方法对微观结构的转变机制进行了分析。结果发现：系统在不同熔体初始温度下以同一冷速1×10¹² K/s凝固时，均形成非晶态结构，其中1551、1541和1431键型或二十面体基本原子团(12 0 12 0)对凝固微结构的转变起决定性作用；不同熔体初始温度对凝固微结构有显著不同影响，但这种影响只有在玻璃化转变温度T_g以下才能充分地展现出来，非常有意义的是，发现其影响程度的大小是与熔体初始温度的高低呈非线性变化关系，且在一定的范围内涨落。然而，系统的平均原子能量的变化却是与熔体初始温度成线性关系的，即熔体的初始温度越高，形成的非晶态结构越稳定，即非晶形成能力越强。

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基于FEM-PSONN技术的板材渐进成形回弹预测

韩飞,莫健华,祁宏伟,龙睿芬,崔晓辉,李中伟

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1061-1071.

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在板材渐进成形工艺中，回弹是影响板材渐进成形件质量的一个重要因素。为了设计板材渐进成形过程中的工具路径，精确地预测和控制回弹很有必要。利用三维弹塑性有限元模型模拟渐进成形工艺，并将回弹角的模拟结果与实验结果进行比较，结果吻合得很好，说明本有限元模型是有效的。提出一种耦合人工神经网络和有限元法的技术(FEM-PSONN)模拟并预测不同工艺参数下制件的回弹量，利用粒子群优化算法优化神经网络模型的权重和阈值。神经网络根据有限元模拟计算的样本库进行训练，结果表明利用FEM-PSONN模型能更准确地预测回弹。

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改进的平均应力准则对钛合金断裂强度的评估

H.BRIGHTONISAACJOHN,T.CHRISTOPHER

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1072-1079.

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结构完整性方法通常用来论证工程零件载荷传递的合理性。损伤模型对含尖缺口的钛合金断裂强度的预测取决于材料的无缺口强度以及缺口损伤区前的临界长度。损伤区的临界长度通常取决于材料、试样以及尖缺口的尺寸。平均应力准则作为一种应力断裂准则，常用来对含尖缺口的钛合金抗拉强度进行精确预测。基于不同厚度的中心裂缝钛合金的断裂数据，对平均应力准则进行改进。缺口(断裂)强度的预估值与测试结果接近，表明改进的平均应力准则可以简便地预测缺口的抗拉强度。

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闭孔粉煤灰泡沫铝的应变速率敏感性

ManmohanDASSGOEL,VASANTA.MATSAGAR,AnilK.GUPTA,SteffenMARBURG

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1080-1089.

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随着金属泡沫在工程应用中的增加，对它们在不同应变速率下的动态行为进行研究是有必要的。采用熔体发泡法制备闭孔粉煤灰泡沫铝，并对其在应变速率从700 s^-1增加到1950 s^-1时的应力—应变行为进行研究。使用商用有限元软件Abaqus/Explicit对分离式霍普金森压杆(SHPB)的数学模型进行模拟。实验和模拟结果证实了数学模型是可用的。研究了应变速率对抗压强度和能量吸收的影响，得到了多种应变率下的应力—应变曲线。结果表明，闭孔粉煤灰泡沫铝对应变速率是敏感的。

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新型金属间化合物多孔材料有效弹性常数的理论预测

苏淑兰,饶秋华,贺跃辉

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1090-1097.

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基于新型Ti-Al金属间化合物多孔材料的微结构特征分析，建立了该材料的Plateau多孔结构细观力学模型，通过能量法推导出该多孔材料有效弹性常数(含有效弹性模量、有效剪切弹性模量、有效泊松比)的理论预测公式。计算结果表明：有效弹性模量和有效剪切弹性模量均随着相对密度的增加而增加，但有效泊松比随着相对密度的增加而减小。与现有的六边形蜂窝模型及复合材料力学模型相比，非均匀Plateau多孔结构细观力学模型更适合于表征中密度多孔材料，更能准确地预测中密度多孔材料的有效弹性常数。现有的非均匀Plateau多孔结构模型仅给出有效弹性常数与微观结构参数之间的关系，而本文模型建立了有效弹性常数与宏观相对密度的显式表达式，更方便工程的实际应用。

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模具入口几何形状对弯曲模挤压四叶草形状坏料的影响:上限分析和实验验证

Tahir ALTINBALIK, Onder AYER

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1098-1107.

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对模具入口、过渡区几何形状对挤压载荷和材料流动的影响进行了理论和实验研究。选取的模具形状有4种，分别为截面为圆形、四叶草形的直锥模，截面为圆形、四叶草形的余弦弯模。工业纯铅因其室温热变形能力强而被选作实验材料。根据上限分析法，提出一个新的运动许可速度场来分析四叶草形模具挤压圆坏得到的压件形状。理论分析得到的不同模具入口、过渡区几何形状挤压载荷与实验结果一致。以挤压件的轴向偏差来衡量产品质量尺寸方面的好坏。

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铜板带的连挤连轧成形速度

运新兵,游伟,赵颖,李冰,樊志新

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1108-1113.

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结合连续挤压和轧制技术，提出一种铜板带生产新技术——连挤连轧成形工艺。在连挤连轧成形过程中，保证轧制速度与连续挤压速度的匹配是实现连挤连轧成形的重要条件。通过塑性力学理论计算，确定连续挤压咬入条件，建立轧辊转速与挤压轮转速、压下量和板带尺寸等参数之间的协调方程。以TLJ400连续挤压机及直径为200 mm的轧辊为模型，建立连挤连轧成形的有限元模型，并利用DEFORM-3D软件对铜板带连挤连轧成形过程进行数值模拟，研究连续挤压与轧制速度的关系，验证连挤连轧速度协调方程的准确性。

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高强铝合金水浸搅拌摩擦焊接的温度场模拟

张会杰, 刘会杰, 于雷

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1114-1122.

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应用三维热源模型对水浸搅拌摩擦焊接的温度场进行模拟分析。通过分析水介质的汽化特征，阐明水浸搅拌摩擦焊接的边界条件。在模拟中考虑了材料性能与温度的相关性。搅拌摩擦焊接试验的结果表明，模拟结果与温度场的真实值具有较高的拟合程度。温度场的模拟结果表明，尽管水浸搅拌摩擦焊接的轴肩面热流密度比常规搅拌摩擦焊接的高，但水浸接头的最高峰值温度明显比常规接头的低。水浸接头的高温分布区间显著变窄，焊缝各区热循环也得到了有效控制。

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蛇纹石表面电荷的形成机理

冯博,卢毅屏,冯其明,丁鹏,罗娜

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1123-1128.

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通过zeta电位测试、溶解试验以及X射线光电子能谱测试研究了蛇纹石矿物的动电行为和表面溶解行为。结果表明，蛇纹石的等电点为11.9，比其它的镁硅酸盐矿物的高。溶解试验表明蛇纹石结构中的镁氧八面体层中的羟基比镁离子容易溶出，羟基的溶出使镁离子留在蛇纹石表面，这是蛇纹石等电点较高的原因。移除表面的镁离子可以降低蛇纹石的等电点。因此，可以推断蛇纹石等电点较高的原因在于蛇纹石表面羟基和镁离子的不等量溶解。

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氧化锌-硫磺-还原性添加剂混合粉末的机械化学硫化行为

柴立元,梁彦杰,柯勇,闵小波,唐崇俭,张海静,谢先德,袁翠玉

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1129-1138.

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采用高能球磨技术研究氧化锌-硫磺-还原性添加剂(P、Fe、Al、Mg)混合粉末的机械化学硫化行为。该方法是氧化锌硫化的一种新方法。在添加P、Fe、Al、Mg的条件下，经过4、6、1、1 h的球磨，ZnO的硫化率分别达85.2%、81.6%、96.7%、92.6%。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析了球磨样品的化学物相组成变化和形貌特征变化，提出了ZnO机械化学硫化的反应机制，即机械力诱发的自蔓延反应(MSR)。另外，为了实现硫化产物的浮选回收，考察了硫化产物的可浮性。结果表明，机械硫化产物中的ZnS能够通过浮选而高效富集。通过采用该硫化技术，有望实现废渣中锌的回收和重金属危险废物的净化解毒。

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蒸发脱氨络合法制备的双氧水络合萃取分离钨钼前驱体料液

关文娟,张贵清,高从堦,

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1139-1146.

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采用一种新方法制备双氧水络合萃取分离钨钼的前驱体料液。高钼钨酸铵溶液经蒸发脱氨和络合转化步骤得到前驱体料液, 然后用三烷基氧膦(TRPO)和磷酸三丁酯(TBP)的混合萃取剂萃取分离钨和钼。结果表明：与传统的“直接调酸络合法”相比，“蒸发脱氨络合法”能减少90%以上的耗酸量；在络合转化过程中控制H₂O₂用量1.8~1.9倍、温度45~50 °C、初始pH值1.80~1.90、时间60 min和络合转化体积比100%，W、Mo的转化率高于95%，H₂O₂的分解率低于15%；萃取过程中W的单级萃取率最低为2%，Mo的单级萃取率最高为82.6%，分离系数最高为76.7。

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活性炭对铂(IV)氯络离子的吸附与还原

MarekWOJNICKI,KrzysztofPACLAWSKI,RobertP.SOCHA,KrzysztofFITZNER

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1147-1156.

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通过在不同的铂(IV)氯络离子初始浓度、温度、搅拌速率和pH下进行的实验，研究活性炭吸附铂(IV)氯络离子的动力学。结果表明，吸附过程的活化能为19.7 kJ/mol。等离子体质谱分析结果表明，Pt(IV)、Pt(II)离子被活性炭吸附并进一步还原为金属铂，从而从溶液中分离出去。XPS分析结果证实在活性炭的表面存在3种形式的Pt，即Pt(0)、Pt(II)和Pt(IV)。XPS光谱的特征吸收峰解析证实在溶液中存在不同氧化态的Pt。在活性炭的表面观察到球形岛状的金属Pt，其直径不超过500 nm。这些球形岛状铂由厚度为35 nm左右的片状粒子组成。

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Li⁺, Mg²⁺, Na⁺和 K⁺在LiFePO₄/ FePO₄结构中的电化学行为

赵中伟,司秀芬,梁新星,刘旭恒,何利华

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1157-1164.

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因Na⁺、K⁺总与Li⁺、Mg²⁺伴生在卤水中，故在Li⁺、Mg²⁺研究的基础上，我们继续开展Na⁺、K⁺的系列研究。循环伏安测试结果表明：在LiFePO₄/ FePO₄结构中，Na⁺表现出一定的循环性能，其还原峰为-0.511 V，比Li⁺的(-0.197 V) 更负。因此，为了抑制Na⁺的嵌入，需控制低电位。而K⁺的还原峰不能明显观察到，表明K⁺难于嵌入到FePO₄结构中。以取自中国西部的实际Mg/Li比为493的卤水作电解液，在槽电压0.7 V时进行电解实验。结果表明：Li⁺、Mg²⁺和Na⁺的最终脱出量每1 g LiFePO₄分别可达24.1 mg、7.32 mg 和 4.61 mg，所得溶液中的Mg/Li比从493降至0.30，Na/Li比从16.7降至0.19。因此，可以看出即使在超高Mg/Li比的卤水液中，如果控制得当，也能使得Li⁺和其它杂质有效分离。

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从高硅高铝氰化物渣中水浸预处理-磁选提铁

张亚莉,李怀梅,于先进

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1165-1173.

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焙烧、水浸等预处理可以去除高硅、高铝氰化渣中的杂质，如硅和铝。研究了硅和铝在水浸过程中对提取铁的影响。通过化学成分分析和物相分析，对比直接还原焙烧磁分离方法和还原焙烧酸浸出磁分离方法。结果表明，水浸后磁选精矿铁的品位和铁回收率分别为10%和15%。还原焙烧-水浸-磁选方法更适合氰化渣中铁的提取。研究了反应条件对铁回收率的影响，确定最佳反应条件为：温度60 °C、时间5 min、液固比15:1、搅拌速度20 r/min、磁选电流2 A。在最佳条件下，磁铁精矿中铁品位为56.82%，回收率为79.39%。此外, 通过XRD、BEI、XRF、EDS等方法研究了水浸出过程中氰化渣的微观结构和相变过程。结果表明, 在焙烧过程中生成的可溶性化合物杂质在水浸过程被洗掉，可溶解的物质通过水浸出而进入非磁性物质，从而实现了杂质和铁的有效分离。

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钛渣活化焙烧酸浸制备富钛料

刘水石,郭宇峰,邱冠周,姜涛,陈凤

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1174-1178.

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提出了一种钛渣活化焙烧酸浸制备富钛料的方法，对磷酸用量、焙烧温度和焙烧时间对富钛料TiO₂品位的影响进行研究。将细磨钛渣与7.5%磷酸在1000 °C下焙烧2 h，再将焙烧产物经过两段硫酸沸腾浸出，可获得TiO₂品位为88.54%，CaO与MgO总量为0.42%的富钛料。经XRD鉴定，该富钛料主要物相为金红石结构的 TiO₂。机理研究表明，钛渣添加磷酸后焙烧，黑钛石固溶体结构和硅酸盐矿物结构遭到破坏，从而使钛渣中的钛组分转变为金红石物相，杂质组分转变为可酸溶的磷酸盐和石英。

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NH₄Cl体系浸出焙烧后湿法炼锌铁矾渣的热力学

巨少华,张利波,彭金辉,施哲,郭胜惠,刘秉国,王亚健

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1179-1183.

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研究湿法炼锌铁矾渣的热分解过程，及其分解后各种氧化物在NH₄Cl-H₂O体系中的溶解度。铁矾渣的热分解实验结果表明，渣中不可溶物相ZnFe₂O₄在500~650 °C下焙烧1 h后发生分解。采用OLI System软件研究热分解得到的渣中各金属氧化物在NH₄Cl-H₂O溶液中的溶解度。结果表明，在pH为4.0~9.0范围内，ZnO、PbO、CdO、CuO和Ag₂O的溶解度较大，而Fe₂O₃的溶解度仅为10^-4 mol/L。计算结果与实验结果相吻合。

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钛基纳米多孔钯-铜催化剂的水热法合成及对甲酸氧化和氧还原的电活性

易清风,肖兴中,刘云清

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1184-1190.

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采用水热法，以乙二醇为还原剂，直接在钛基体上沉积纳米多孔Pd和Pd-Cu颗粒, 制备钛基Pd及Pd-Cu电极材料，研究它们在碱性溶液中对甲酸氧化和氧还原反应(ORR)的电催化活性。结果表明，nanoPd₈₁Cu₁₉/Ti对甲酸氧化具有最大的稳定电流密度，说明Cu的加入极大地改善Pd对甲酸氧化的电活性。所制备的二元Pd-Cu催化剂对ORR的电催化活性均明显高于nanoPd/Ti。在nanoPd₈₁Cu₁₉/Ti电极上，ORR的起始电位相对于nanoPd/Ti电极正移了70 mV，在-0.3 V时ORR的电流密度为2.12 mA/cm²，是在nanoPd/Ti电极上的3.7倍。

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α-PbO₂-CeO₂-TiO₂复合电极材料的电合成及物化性能

陈步明,郭忠诚,徐瑞东

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1191-1198.

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采用电化学阳极复合电沉积技术，将纳米TiO₂和CeO₂ 颗粒加入氧化铅中并溶入4 mol/L NaOH溶液中至饱和，在铝基体上制备α-PbO₂-CeO₂-TiO₂ 复合镀层。利用循环伏安(CV)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDAX)和X射线衍射(XRD)分析复合电极的沉积机理、表面形貌、成分及结构。结果表明：在酸、碱性镀液中，掺杂固体颗粒不会改变α-PbO₂电极的反应机理，但能提高沉积速率和降低析氧电势。掺杂固体颗粒能抑制α-PbO₂ 晶胞的长大，增大镀层的比表面积，且掺杂固体颗粒的复合镀层的衍射峰强度比未掺杂的α-PbO₂镀层的低很多。α-PbO₂-2.12%CeO₂-3.71%TiO₂ 复合电极材料的析氧催化活性最好。提出了两种颗粒的复合共沉积模型。

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以MgCl₂为主的混合盐对2024铝合金大气腐蚀的影响

王彬彬,王振尧,韩薇,汪川,柯伟

中国有色金属学报（英文版）. 2013, 23(4): 1199-1208.

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以盐湖水为腐蚀介质，通过实验室模拟循环干湿交替实验及电偶电流测量等电化学手段，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和大气腐蚀监测仪(ACM)等分析和测量技术，研究模拟盐湖大气环境下，可溶性镁盐(主要为MgCl₂)对2024铝合金大气腐蚀行为的影响。结果表明，在相对湿度低于30%的环境下，仍有腐蚀行为发生；腐蚀产物中出现了含氯的镁铝双金属氢氧化物——[Mg_1-xAl_x(OH)₂]^x+ ·mH₂O (LDH-Cl)，并作为主要腐蚀产物。分析表明，以MgCl₂为主的混合盐不仅在较低的相对湿度下为金属腐蚀的进行提供所需的液膜环境，同时也作为反应产物参与腐蚀反应。

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2013年, 第23卷, 第4期　刊出日期：2013-04-25

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