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2013年, 第23卷, 第5期 刊出日期:2013-05-25
  

  • 全选
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    Structural Materials
  • 申俊杰,KenichiIKEDA,SatoshiHATA,HideharuNAKASHIMA
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1209-1214.
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    极低应变速率下(<10-10 s-1)的瞬时蠕变仍然未知。由于应变分辨率低(~10-6),传统的单轴拉伸/压缩等蠕变测试技术并不能满足此蠕变区的测试要求。采用具有高应变分辨率的螺旋弹簧蠕变试验法,研究Al-5356合金在温度范围为0.4Tm~0.8Tm (Tm为熔点的绝对温度)、应变速率小于10-10 s-1的瞬时蠕变行为。采用透射电子显微镜研究蠕变微观组织以揭示极低应变速率下的瞬时蠕变机制。实验结果首次显示了一些异常蠕变行为: “高温强化”(T>Tp,Tp为发生相变的温度, Tp=0.58Tm)或“中温弱化”(0.4Tm<T£Tp)和“双正常型蠕变”(蠕变曲线包含两次加工硬化阶段(T=Tp))。试样经中温(0.58Tm)蠕变后(1×10-4),微观组织中发现有大量等间隔割阶的塞积位错和从晶界发射的弧形位错。当温度高于523 K时,b-Al3Mg2相溶解引起固溶Mg量增加,因此,异常蠕变行为可能归因于蠕变过程中相转变引起的固溶强化的差异。
  • J. KUBáSEK, D. VOJTěCH
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1215-1225.
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    对含有确定杂质(Fe, Ni, Cu, Co)成分的二元Mg-Gd (<5% Gd,质量分数)、Mg-Nd(<9% Nd)合金和三元Mg-Gd-Y(<5% Gd, 1% Y)合金的显微组织与腐蚀性能进行研究。所研究合金为铸态(冷却速率500 K/min)或T4固溶热处理态。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和辉光放电光谱法对合金进行表征,采用维氏硬度仪测量其硬度。通过在9 g/L NaCl模拟生理溶液中的浸泡试验和动电位测试研究其腐蚀性能。结果表明,铸态合金的显微组织以细小的a-Mg 枝晶和Mg-RE共晶为主。Mg-Gd合金中的枝晶存在明显的稀土浓度梯度。为此,对Mg-Gd合金进行T4热处理,以形成新的立方Mg5Gd相。添加Gd后合金的抗腐蚀性能得到明显改善,添加Nd的影响较微弱,而添加Y对Mg-Gd 的抗腐蚀性有不利影响。T4热处理显著地加快了Mg-Gd合金的腐蚀,但对Mg-Nd合金的影响不明显。对合金的腐蚀行为与显微组织和所含杂质的关系进行了讨论。
  • 张新,李永军,张奎,王长顺,李宏伟,马鸣龙,张宝东,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1226-1236.
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    在3.5% NaCl 水溶液中通过浸泡、形貌观察和电化学测试研究Mg-Y镁合金的腐蚀性能。结果表明,随着Y含量的增加,Mg-Y合金的腐蚀电位增加。由于第二相Mg24Y5的增加,Mg-Y镁合金的腐蚀速率随着Y含量的增加而逐渐增加。在腐蚀过程中,随着腐蚀时间的延长,合金的腐蚀程度逐渐严重。Mg-0.25Y和Mg-(8, 15)Y合金的腐蚀形貌分别为均匀腐蚀和点蚀。Mg-Y镁合金的腐蚀产物主要为Mg(OH)2 和Mg2(OH)3Cl·4H2O。
  • R. K. GUPTA, K. MENSAH-DARKWA, J. SANKAR, D. KUMAR
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1237-1244.
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    将镁浸泡在植酸溶液中,在其表面形成一层化学转化膜。然后再将其浸泡在硬脂酸溶液中以改善植酸转化膜的显微组织和抗腐蚀性能。经过硬脂酸溶液浸泡处理后,转化膜未出现裂纹,试样表面变得光滑。采用电化学方法研究其腐蚀行为。结果表明,经硬脂酸溶液浸泡处理的试样比未经浸泡处理的和没有转化膜的试样具有更高的耐腐蚀性能。因此,硬脂酸溶液处理能够增强镁的耐腐蚀性能。
  • 林 冲,吴树森,钟 鼓,万 里,安 萍
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1245-1252.
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    铝硅合金中的高熔点富铁相可以提高合金的热稳定性及耐磨性,但传统铸造工艺下富铁相的长针状形态对基体强度有不利影响。研究超声处理对不同铁含量过共晶Al-17Si-xFe(x=2,3,4,5)合金中富铁相形态变化的影响。结果表明,在传统铸造工艺下,含铁量为2%的铸态合金组织中的富铁相主要由长针状β-Al5FeSi相以及少量片状δ-Al4FeSi2相组成。随着铁含量从2%增加到5%,合金组织中长针状β-Al5FeSi相逐渐减少,片状或粗大针片状δ-Al4FeSi2相逐渐增多。含铁量为5%时,合金组织以粗大针片状δ-Al4FeSi2相为主。经超声处理后,合金中富铁相被细化,主要以块状δ-Al4FeSi2相形式存在,并含有少量针状β-Al5FeSi相;δ相的平均晶粒尺寸在26~37 μm之间,明显细化。初步探讨了超声处理对富铁相形态变化的作用机理。
  • Pooya POURAHMAD, Mehrdad ABBASI
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1253-1261.
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    研究搅拌摩擦焊接铝合金6013和纯镁板在接头界面处的材料流动及相变。将铝合金6013和纯镁板分别放置在焊缝的前进侧和返回侧,搅拌针放在焊缝中央偏向铝合金侧1 mm处,可以获得无缺陷的焊缝。为了研究搅拌摩擦焊时材料流动情况,将钢丸嵌入焊接材料中作为示踪材料,焊接完成后,采用X射线分析钢丸在材料中的位置。结果表明,嵌在前进侧材料中的钢丸焊后进入了返回侧材料中,而嵌在返回侧材料中的钢丸仍留在返回侧中。对焊接试样进行热处理,研究热处理对焊接接头力学性能的影响和接头处金属间化合物层的生成情况。结果表明,在接头界面处生成了2种金属间化合物:Al3Mg2和Al12Mg17
  • H.R.EZATPOUR,M.TORABI-PARIZI,S.A.SAJJADI
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1262-1268.
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    采用一种新开发的两步混合法制备Al2O3颗粒增强铝基复合材料。在搅拌速率为300 r/min的条件下,通过惰性气体将不同体积分数的Al2O3颗粒注入到Al熔体中,然后,制备好的复合材料经过挤压加工。显微组织观察结果表明,采用这种注入和挤压工艺制备的复合材料中,增强体颗粒的分布比较均匀。密度测试结果表明,复合材料的孔隙度随Al2O3颗粒体积分数和搅拌速率的增加而升高,经挤压后孔隙度降低。经挤压后复合材料的硬度、屈服强度和抗拉强度均随材料中Al2O3颗粒体积分数的增加而升高(至7%),而未经挤压的复合材料的这些力学性能则只增加到Al2O3颗粒体积分数5%。
  • K. NIRANJAN, P. R. LAKSHMINARAYANAN
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1269-1274.
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    开发了数学模型来预测原位反应生成的Al/TiB2金属基复合材料的最大拉伸强度和硬度。考察的工艺参数包括反应温度、反应时间和TiB2添加量。采用响应面方法,基于3因素5水平的中心复合旋转来设计原位反应实验方案。对所得模型采用ANOVA方法进行了验证。表明所得的模型对制备的材料力学性能的预测可信度在 95%以上。
  • A. DEVARAJU, A. KUMAR, B. KOTIVEERACHARI
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1275-1280.
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    采用搅拌摩擦加工技术,将平均粒径为20 μm的(SiC+石墨)或(SiC+Al2O3)混合粉末掺入到6061-T6铝合金板中,制备铝基表面混杂复合材料。组织观察结果表明,SiC、石墨和Al2O3颗粒均匀分散于铝基表面复合材料的焊合区中。与添加Al2O3和SiC相比,添加石墨和SiC颗粒虽然使表面复合材料的显微硬度有所降低,但却使其磨损性能得到显著提升。对复合材料的显微组织和磨损表面进行了分析。
  • 李强,郝启堂,介万奇,MaijerDAAN
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1281-1285.
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    研究差压铸造工艺参数与石膏型铸造A357铝合金疲劳性能之间的关系。通过田口方法对浇注温度、充型速度、增压压力以及同步压力等浇注工艺参数对疲劳性能的影响进行评估。结果表明,在这4个工艺参数中,浇注速度为首要影响因素;而同步压力在400~600 kPa之间变化时,对疲劳性能的影响不大。
  • 张兵,曹雪刚,刘德林,刘新灵,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1286-1292.
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    利用喷丸预变形,研究了热处理温度对单晶高温合金表面再结晶行为的影响以及固溶温度条件下再结晶组织的演变过程。结果表明,随着热处理温度的升高,再结晶层厚度不断增加;在1200 °C以下时,再结晶层厚度随着温度的升高而缓慢增加,而当温度高于1200 °C时,再结晶层厚度随着温度的升高而迅速增加;当热处理温度低于γ′相完全固溶温度时,再结晶以不连续的胞状组织的形式出现,而当热处理温度高于γ′相完全固溶温度时,再结晶以完整晶粒的形式出现;再结晶晶粒首先在喷丸表面的枝晶干区域形核,然后沿着枝晶干向内生长,但随着枝晶间粗大γ′相和γ/γ′共晶相的溶解,再结晶晶界穿过枝晶间区域而继续向内部迁移,最后形成厚度比较均匀的再结晶层;铸态γ′相的溶解是影响单晶高温合金再结晶行为的关键因素。
  • 卢斌,黄岚,刘咏,梁宵鹏,刘彬,贺跃辉,李慧中
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1293-1298.
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    通过包覆热轧得到Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.2W合金薄板。板材合金组织是由细小的γ相颗粒和层片状的晶团组成的双态组织。然而,热轧后合金板材组织不均匀,沿轧制方向具有明显方向性。研究在α相区热处理轧后的板材,结果显示通过不同热处理方式可得到不同晶粒尺寸及晶界形貌的全层片组织;平均晶粒尺寸随着保温时间的延长而增大,晶粒长大因子为0.2,晶粒长大激活能约为225 kJ/mol。粗大的层片状晶团可以通过控制冷却方式及保温时间而得到有效细化。
  • 戴世娟,王 煜,陈 锋,余新泉,张友法
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1299-1303.
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    研究Zr元素含量对种植合金Ti-35Nb-4Sn-6Mo-xZr (x=0,3,6,9,12,15;质量分数)组织和力学性能的影响。结果表明,在1023 K下进行固溶处理后,Ti-35Nb-4Sn-6Mo-xZr合金呈现单一的β等轴状组织。随着Zr元素含量的增加,合金的晶粒尺寸先减小后增大。研究还发现,在钛合金中添加Zr元素具有固溶强化和细晶强化的作用,并且影响合金的晶格常数。随着Zr含量的增加,合金的强度逐渐增加,伸长率逐渐降低,合金的弹性模量先升高后降低。与传统的种植合金Ti-6Al-4V相比,Ti-35Nb-4Sn-6Mo-9Zr 合金更适合作为人类的种植材料。该合金的力学性能为:σb=785 MPa,δ=11%,E=68 GPa。
  • AyseKALEMTAS,GulsumTOPATES,OzlemBAHADIR,PinarKAYAISCI,HasanMANDAL
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1304-1313.
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    采用无压熔渗法将Al/Al合金渗透到多孔α-Si3N4中,并对AlN-Si-Al复合材料在50~300 °C的热性能进行研究。SEM和TEM结果表明,AlN的晶粒尺寸小于1 μm,另外,AlN-Si-Al复合材料还表现出较高的热导率55~107 W/(m·K)。采用热导率为107 W/(m·K)的商用Al得到的AlN-Si-Al复合材料的热膨胀系数为6.5×10-6K-1。Al的热膨胀系数高达23.6×10-6K-1,而AlN-Si-Al复合材料却具有低的热膨胀系数,其原因是在渗透过程中形成了Si和AlN。
  • Functional Materials
  • N.KHADEMIAN,R.GHOLAMIPOUR
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1314-1321.
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    在不同温度(850, 900, 950和1000 °C)和时间(10, 20和30 min)下,采用渗透工艺,在石英管或钢管中制备钨丝增强Cu47Ti33Zr11Ni6Sn2Si1金属玻璃基复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术研究样品的组织,并测试了样品的力学性能。结果表明, 900 °C时在钢管中渗透10 min制备的复合材料的最高强度和伸长率分别达到1778 MPa和2.8%, 850 °C时在石英管中渗透10 min制备的复合材料的最高强度和伸长率分别达到1582 MPa和3.6%。
  • MohammadrezaDAROONPARVAR,MuhamadAziziMatYAJID,NoordinMohdYUSOF,SaeedFARAHANY,MohammadSakhawatHUSSAIN,HamidRezaBAKHSHESHI-RAD,Z.VALEFI,AhmadABDOLAHI
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1322-1333.
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    在热障涂层的顶层与连接层界面之间会生成热生长氧化物层。当涂层热暴露在空气中时,这种热生长氧化物的生长会导致陶瓷层与连接层的剥落。研究了4种大气等离子喷涂热障涂层在空气中的耐高温氧化性能。将这4种涂层放在1000 °C的电炉中在空气下分别保温24、48和120 h。组织观察表明,在纳米NiCrAlY/YSZ/纳米Al2O3涂层中,热生长氧化物层的生长速率远比其它3种涂层中的低。EDS和XRD分析表明,在热生长氧化物(Al2O3)涂层上,生成了Ni(Cr,Al)2O4混合氧化物(尖晶石型)和NiO,在纳米NiCrAlY/YSZ/纳米Al2O3涂层中,这种生长在Al2O3层上的有害混合氧化物层的厚度比在其它涂层中的低很多。
  • 余志明,王健,魏秋平,孟令聪,郝诗梦,龙芬
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1334-1341.
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    采用热丝化学气相沉积法在铌基体上制备一系列硼掺杂金刚石薄膜电极,并通过扫描电子显微镜、激光拉曼光谱、X射线衍射、显微硬度和电化学分析等手段研究沉积所得样品中B/C比对薄膜的形貌、生长速率、化学键结构、物相组成和电化学性能的影响。结果表明:金刚石的平均晶粒尺寸和生长速率随着B/C比的增加而减小;金刚石薄膜在9.8 N载荷下的维氏显微压痕测试中表现出优异的结合强度;相对于其他掺杂水平的样品,B/C比为2%的BDD电极具有更宽的电势窗口和更低的背景电流以及在H2SO4和KFe(CN)6溶液中更快的氧化还原反应速率。
  • 毕莉明,刘平,陈小红,刘新宽,李伟,马凤仓
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1342-1348.
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    采用真空中频感应熔炼技术制备Cu-15%Cr-0.24%Zr合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及透射电子显微镜(TEM)对合金铸态组织的相组成、形态及结构进行研究。结果表明:Cu-15%Cr-0.24%Zr合金的铸态组织由Cu基体、枝晶Cr、共晶Cr和富Zr相组成;基体上存在许多Cr析出相,在基体的晶界上发现了Cu5Zr析出相,析出相Cu5Zr与Cu基体之间呈半共格方式排列。
  • 朱安印,陈景林,李周,罗利阳,雷前,张良,张婉
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1349-1355.
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    在Gleeble-1500热模拟机上,采用等温热压缩实验,研究一种新型的仿金铜合金在变形温度650~770 °C、变形速率0.001~1 s-1条件下的热加工行为。通过建立热加工本构方程得出热激活能为 249.60 kJ/mol。通过建立合金在真应变1.2下的加工图,得出650~680 °C、0.001~0.01 s-1和740~770 °C、0.01~0.1 s-1是合金热加工的最佳工艺条件。通过金相显微镜观察合金在热压缩过程中的组织变化、再结晶组织和孪晶组织。
  • 侯乐干,李莉,郑玉峰,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1356-1366.
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    采用经不同球磨时间(1,2,5和10 h)混合的Ti和Ag粉末制备多孔Ti-3Ag合金,然后对该合金进行水热反应处理,并利用浸泡模拟体液研究其磷灰石诱导能力。结果表明,粉料细化能导致表面能增高和Ag含量降低,同时加快Ti在烧结过程中的氧化。经水热处理后,球磨10 h的多孔Ti-3Ag合金试样具有最优异的磷灰石诱导能力。
  • 程刚,徐强,赵夕,丁飞,张晶,刘兴江,曹殿学
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1367-1374.
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    为了提高有机镁-空气电池的放电性能,将1 mol/L EtMgBr/THF溶液作为电解液,分别采用恒电流沉积和脉冲沉积的方法在泡沫铜基体上电沉积镁制备一种具有三维结构的多孔镁电极。利用直角弯曲阴极法优化脉冲电沉积的参数。通过扫描电子显微镜观察多孔镁电极的表面形貌,采用计时电流法考察多孔镁电极的放电性能。此外,还通过循环伏安、扫描电子显微镜和电感耦合等离子体发射光谱仪等方法考察泡沫铜集流体的三维结构稳定性。结果表明,多孔镁电极的倍率放电性能明显优于平板镁电极的;采用脉冲电沉积方法制备的多孔镁电极的倍率放电性能优于采用直流电沉积方法制备的多孔镁电极。在放电过程中,泡沫铜集流体的三维结构稳定性保持良好。
  • 孙俭峰,周月波,张海军
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1375-1381.
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    利用CeO2颗粒部分替代Al2O3粉作填充剂对电镀纳米Ni和微晶Ni进行800 °C低温渗铬,将CeO2颗粒渗入涂层的外层,制备了2种CeO2改性渗铬涂层。采用相同的工艺在微晶Ni上利用不含CeO2的普通渗剂直接渗铬,获得一种不含CeO2粒子的普通渗铬涂层。SEM/EDX 和TEM结果表明:基体Ni的细化和CeO2颗粒的渗入有利于得到细晶渗铬涂层。在900 °C下氧化时,CeO2颗粒的渗入明显提高了渗铬涂层的抗氧化性能。对于该2种CeO2改性的渗铬涂层,基体Ni的纳米化明显降低了涂层在暂态氧化期的氧化速度,使得在纳米Ni上制备的CeO2改性渗铬涂层具有更好的抗氧化性能。
  • 陈阵,余强,廖登辉,郭忠诚,武剑
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1382-1389.
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    采用阳极氧化法制备掺杂稀土氧化物(CeO2)的 Al/α-PbO2/β-PbO2复合电极,考察CeO2的掺杂以及α-PbO2作为中间层对Al/α-PbO2/β-PbO2电极性能的影响。结果表明:α-PbO2作为中间层有利于β-PbO2的结晶,β-PbO2比α-PbO2更适合作电极表层;CeO2的掺杂能够改变晶粒尺寸和晶粒结构,提高电极的催化活性,并改变PbO2晶粒的沉积机理;掺杂CeO2的PbO2电极的电催化活性能得到有效提高,从而降低析氧电位和槽电压。
  • 牟文宁,翟玉春,石双志
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1390-1394.
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    利用化学浴沉积和层-层自组装方法,在含有自组装涂层硅衬底上制备二氧化钛薄膜。研究温度对二氧化钛薄膜结构、厚度和微观形貌的影响。紫外可见光谱结果表明,钛过氧配合物在410 nm处的吸收峰强度随着温度的升高而逐渐减小。由XRD分析结果可知,沉积的纳米二氧化钛薄膜为无定形层。SEM分析结果表明,在温度60 °C、时间2 h时可制得连续、致密、均一的二氧化钛薄膜,粒度分布为20~40 nm间。EDS分析表明薄膜的化学组成为O和Ti,两者的摩尔比为2.2:1。
  • 向伟,唐艳,王雁英,钟本和,方为茂,刘恒,郭孝东
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1395-1402.
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    使用不同的螯合剂(柠檬酸、水杨酸和聚丙烯酸)在不同的pH值条件下,采用溶胶-凝胶法合成Li3V2(PO4)3/C正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)以及恒流充放电测试等方法, 研究材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明,pH值对材料性能的影响与所采用的螯合剂有很大的关系。当采用水杨酸和聚丙烯酸为螯合剂时,升高pH值对材料的结构、形貌和电化学性能有较大的负面影响。而采用柠檬酸为螯合剂时,材料结构无变化且颗粒分布更均匀,高倍率放电性能和循环性能也得到改善,10C首次放电容量为113.58 mA·h/g,循环900次后容量保持率为95.51%。
  • 张羊换,候忠辉,李保卫,任慧平,蔡颖,赵栋梁
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1403-1412.
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    通过铸造及退火处理制备La-Mg-Ni基A2B7型La0.8-xNdxMg0.2Ni3.15Co0.2Al0.15 (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)电极合金,并研究Nd部分替代La对合金结构及电化学性能的影响。结果表明,所有合金样品的主相均为六方结构的Ce2Ni7型 (La,Mg)2Ni7及六方结构的CaCu5型LaNi5,同时还有部分LaNi3和NdNi5残余相。铸态及退火态合金的放电容量及高倍率放电性能随着Nd含量的增加先增加后减小。当x=0.3时,铸态及退火态合金的放电容量达到最大值,分别为380.3 mA·h/g和384.3 mA·h/g。合金的电化学循环稳定性随着Nd含量的增加而持续增加。当Nd含量从0增加至0.4%时,铸态合金在第100次充放电循环时的容量保持率(S100)从64.98% 增加至85.17%,而退火态合金的S100值从76.60%增加至96.84%。
  • 赖 浚,郭华军,李向群,王志兴,李新海,张晓萍,黄思林,甘 雷
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1413-1420.
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    采用喷雾干燥及热解法制备硅/鳞片石墨/热解炭复合负极材料,研究分散剂对材料的影响。材料结构与性能通过XRD、SEM及电化学测试来表征。实验结果表明:材料具有硅/鳞片石墨/热解炭复合结构及规则的球形表面,其电化学性能比纯硅有明显的改善。与采用洗衣粉作为分散剂制备的复合材料相比,采用SDBS作为分散剂制备的复合材料具有更好的电化学性能,其可逆比容量达到602.68 mA·h/g,经20次循环后容量保持率高达91.58%。
  • 李清华,周勤华,邓丹,俞巧珍,谷俐,龚科达,徐科航
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1421-1427.
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    采用原位聚合的方法,制备了多壁碳纳米管-聚乳酸复合材料。通过红外光谱、X射线衍射仪、差示扫描量热分析、热分析、扫描电镜和高阻计等对材料的结构性能进行分析。结果表明:多壁碳纳米管经混合酸处理,表面引入了有机基团,从而具有有机活性,与聚乳酸分子链之间的作用力加强,并可能存在部分聚乳酸分子链接枝于碳纳米管上;引入碳纳米管,使聚乳酸的玻璃化转变温度升高,但热降解温度降低。扫描电镜分析发现,多壁碳纳米管均匀分散于基体中,聚乳酸基体包覆在碳纳米管表面,界面作用增强。高阻计分析结果表明,随着碳纳米管含量的增加,材料的导电性能得到增强,从而克服了PLA材料本身存在的介电常数大、易带静电等不足。
  • Computational Materials Science and Numerical Modelling
  • 王倩,董湘怀,章海明,李河宗,申昱
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1428-1434.
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    为了描述4个因素(晶粒尺寸d、材料厚度t、厚度方向的晶粒数目(t/d)以及表面特性)对金属箔流动应力的影响,将表面层模型和位错密度结合,定量分析厚度方向晶粒数目对纯铜箔流动应力的影响,提出临界晶粒数目的判断准则。预测结果表明,当t/d大于某一临界值时,厚度方向晶粒数目对流动应力的影响可以忽略;而由于临界晶粒数目的影响,晶粒尺寸和厚度分别与流动应力的变化曲线也都出现了明显的转折点。基于以上分析,建立了一个综合的材料本构模型。该模型同时考虑了以上4个因素对金属箔流动应力的影响。将模型的计算结果与已有文献中高纯度镍的实验数据进行对比。结果表明,预测结果与实验数据相吻合且具有相同的变化趋势。特别是随着t/d比值的减小,Hall-Petch关系以及真实应力的变化曲线都具有2个明显的转折点。
  • 李小强,何德华,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1435-1441.
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    为了准确地描述铝合金板料变形过程中的力学特性,采用参数识别的方法研究材料参数的确定问题。该方法基于凸模胀形试验,通过优化方法获取材料参数。优化计算采用了有限元方法、拉丁方抽样、Kriging近似模型以及多岛遗传算法。对铝合金板2D12的材料参数识别研究表明,经参数识别的Hill’90各向异性屈服准则能更好地描述板料的力学行为。该方法为板料成形有限元分析中材料参数的获取提供了一种有效的途径。
  • 杨夏炜,朱景川,何东,来忠红,农智升,刘勇,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1442-1451.
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    基于计算流体动力学 (CFD) 的方法,建立具有两个搅拌系统和两个稳流装置的淬火槽模型,使用Fluent软件对槽内介质的流场分布进行模拟计算。采用文献中的淬火槽内介质流场模拟及实验验证了研究模型的有效性。为了综合考虑搅拌速度、定向流挡板的位置及槽内有效淬火区的位置等因素对介质流场的影响,采用CFD方法与人工神经网络 (ANN) 相结合的方法对淬火槽内流场的分布进行了研究。结果表明,人工神经网络预测的槽内介质流场大小与Fluent模拟结果非常吻合。这种淬火槽的优化设计方法,可对实际工业生产提供技术支持。
  • M.JEYAKUMAR,T.CHRISTOPHER
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1452-1458.
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    采用欧共体提出的结构完整性评定方法(SINTAP)与有限元分析(FEA)方法,结合焊接残余应力对存在横向贯穿裂纹的ASTM A36钢板和7075-T7351铝合金板对接焊接头的缺陷进行评估。由SINTAP方法、FEA或者实验得到焊接产生的纵向残余应力曲线。该残余应力曲线与SINTAP方法中得到的梯形残余应力拟合较好。计算了3种不同情况下的裂纹长度和残余应力强度因子(SIF),并与通过有限元分析得到的结果相比较,绘制了残余应力强度因子与裂纹长度的关系曲线。利用该图可以计算包括残余应力和力学载荷的总的SIF,比较了总的SIF与损伤容限分析法得到的材料断裂韧性。绘制了焊接态的、力学载荷的和存在残余应力情况下的不同裂纹尺寸的7075-T7351铝合金板的失效评估图,以确定在某特殊裂纹尺寸和力学载荷下的安全水平。
  • Mine Engineering, Metallurgical Engineering, Chemistry and Chemical Engineering
  • 张科,曹平,保瑞,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1459-1464.
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    提出一种边坡滑带抗剪强度参数的严格反演方法。采用运动单元法求解安全系数和临界滑动面以克服极限平衡法的不足。研究抗剪强度参数组合与稳定状况间的理论关系。结果表明,c/tan f控制滑动面位置、F/tan f和F/c。随着c/tan f的增大,滑动面位置向坡内移动。基于上述研究结果,根据某个剖面的已知安全系数和滑动面位置,可快速反算滑带抗剪强度参数。将提出的方法应用于3个计算实例,用于证明本方法的有效性。反分析所得的抗剪强度参数与理论精确解和实验结果很接近。
  • 韩世礼,张术根,柳建新,胡厚继,张文山,
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1465-1471.
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    在矿产勘查中,人们常应用电阻率和极化率参数来解释激电异常。当地质体和激电异常较为复杂时,利用这些参数就难以对异常源的性质进行合理解释,还可能推断出错误结论。采用小波处理法和金属因子法综合解释阿迪布拉达矿区复杂地质体的激电异常,选择db5小波基对激电数据进行二尺度分解与重构,较好地压制了绿片岩相区域变质和岩浆侵入的噪音干扰,且其能量较集中,边界问题不明显。在此基础上利用金属因子法有效提取了激电矿致异常。
  • 李小斌,阎 丽,赵东峰,周秋生,刘桂华,彭志宏,杨帅帅,齐天贵
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1472-1479.
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    在铝酸钠溶液晶种分解过程中提高分解率与改善产品质量之间存在难以调和的矛盾,因此研究铝酸钠溶液中氢氧化铝的溶解度与颗粒尺寸的关系是很有必要的。采用红外光谱仪、表面张力仪及接触角仪,测定和计算了Al(OH)3颗粒与铝酸钠溶液的固-液界面性质,并结合Ostwald熟化公式,对铝酸钠溶液中Al(OH)3溶解度与其颗粒尺寸之间的关系以及临界核尺寸的变化规律进行了分析。结果表明:三水铝石细粒子的溶解度大于粗粒子的溶解度,且其临界核尺寸随着碱浓度、苛性比及温度的升高而增大,细粒子的存在是限制晶种分解程度的重要因素。
  • 李 密,彭 兵,柴立元,彭 宁,谢先德,闫 缓
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1480-1488.
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    采用原子吸收光谱(AAS)、X荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、穆斯堡尔谱、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、同步热分析仪(TG-DSC)、光电子能谱(XPS)及红外光谱(FTIR)对锌浸出渣的物化性质、物相结构及形貌特征进行研究,采用毒性浸出程序(TCLP)考察锌浸出渣的短期环境活性。物相分析实验结果表明,锌浸出渣的主要组成物相为铁酸锌、硫酸锌和硅酸锌。各种物相以细小的颗粒形式均匀分散在渣中。物化性质分析结果表明,锌浸出渣的热稳定性较差,并且拥有极强的吸水性能。短期TCLP分析结果表明,浸出渣中锌和镉不稳定,在弱酸性条件下的浸出率分别超标40和90倍。
  • 刘挥彬,杜浩,王大卫,王少娜,郑诗礼,张懿
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1489-1500.
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    开发了一种常压下用KOH亚熔盐介质氧化分解钒渣的新工艺,并考察了反应温度、碱矿质量比、粒度、搅拌速率等工艺参数对钒铬浸出的影响。结果表明,反应温度、碱矿比是最重要的影响因素;在反应温度180 °C、碱矿质量比4:1、搅拌速率700 r/min、通氧气流量1 L/min的条件下,反应进行300 min后钒、铬的浸出率分别达到了95%和90%。动力学分析表明,钒渣在KOH亚熔盐介质中的氧化分解遵循缩核模型,并受内扩散控制。钒铬尖晶石分解反应的表观活化能分别为40.54和50.27 kJ/mol。
  • 路殿坤,金哲男,畅永锋,孙树臣
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1501-1505.
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    为了深入了解钙镁除铋的机理,研究了钙添加量对铅中铋脱除深度的影响。将除铋渣样进行电子探针分析(EPMA)。结果表明,控制除铋过程的化合物是Ca3Mg7Bi8。与Pb-Ca-Mg体系中存在的Ca3Mg4Pbx化合物类似, Ca3Mg7Bi8化合物可以看成是由Ca3Bi2、CaBi、CaBi3和Mg3Bi2形成的固溶体。同时,在除铋过程中所形成的Ca3Mg7Bi8化合物有两种赋存状态,一种以自由铋化物状态存在于渣相的基体中,另一种则与Pb-Ca相共生。
  • 周兆安, 楚 广, 甘红祥, 杨天足, 陈 霖
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1506-1511.
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    提出一种以铁粉为还原剂还原富集回收湿法炼锌沉矾上清液中锗和铜的新工艺。研究结果表明,反应时间、温度、搅拌强度、反应起始pH值、铁粉加入量对铜和锗的还原率有较大影响。得到的最佳工艺条件为:反应时间120 min,初始pH值1.5,铁粉用量4 g/L,搅拌速度600 r/min和反应温度80 °C。在此条件下,湿法炼锌沉矾上清液中锗的还原率大于96%,铜的还原率为100%。还原产物中锗的品位达到2.06%,实现了锗从硫酸锌溶液中的分离和富集。还原产物经过进一步的分离可得到品位更好的铜锗渣,其中锗和铜的品位可达到4.88%和56.75%。
  • 黎铉海,张燕娟,潘柳萍,韦岩松
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1512-1519.
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    采用搅拌球磨对锌焙砂中浸渣(中浸渣)进行机械活化,研究机械活化对中浸渣的物化性质以及在硫酸溶液中溶解动力学的影响。采用X 射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪和比表面积分析仪,分析活化前后中浸渣的晶体结构、表观形貌、粒度和比表面积的变化规律。结果表明:机械活化使中浸渣的物化性质发生明显改变。以锌的浸出率为评价指标,浸出实验结果表明:机械活化可显着提高中浸渣的反应活性。经机械活化30和60 min后,中浸渣在硫酸中溶解的表观活化能由未活化时的56.6 kJ/mol 分别降至36.1 kJ/mol和29.9 kJ/mol。未活化、活化30 min和60 min的中浸渣相对于硫酸浓度的表观反应级数分别为0.34、0.30和0.29。
  • GholamRezaKHAYATI,KamalJANGHORBAN
    中国有色金属学报(英文版). 2013, 23(5): 1520-1524.
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    采用高速行星球磨研究机械分解以及机械化学还原氧化银法制备银纳米粉末工艺。采用XRD和HRSEM对产物的结构以及形貌的变化进行表征。结果表明,采用机械分解氧化银法,球磨95 h后得到的银纳米粉末的平均晶体尺寸为14 nm,内应变为0.75%。而通过机械化学还原氧化银法,加入石墨后球磨22 h后得到的银纳米粉末的平均晶体尺寸为28 nm,内应变为0.44%。