2014年, 第24卷, 第1期　刊出日期：2014-01-25

  

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  固态扩散过程中的Kirkendall效应

  C. A. C. SEQUEIRA, L. AMARAL

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 1-11.

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  在二十世纪四十年代，柯肯达尔(Kirkendall)发现，在二元固溶体中，扩散过程不能简单地用一种扩散系数来描述它，人们必须考虑到两种物质的扩散系数的不同。他的发现改变了以往的扩散理论和数据的处理方式。基于他的这种扩散理论成功解释了Kirkendall平面的行为。但是，多相扩散和扩散过程中组织形貌的演变是很复杂的，需要从物理化学的途径才能解决。从理论和工艺的角度来看，二元或多元体系中的相互作用是关键问题。本文综述了Kirkendall效应的发现以及最近的进展，及其在材料科学中的应用前景。
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  形状记忆合金非常规加工综述

  M.MANJAIAH,S.NARENDRANATH,S.BASAVARAJAPPA

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 12-21.

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  形状记忆合金(SMAs)由于具有多种特殊性能，如伪弹性、形状记忆效应、生物相容性、高的比强度、高耐蚀性、高耐磨性、良好的抗疲劳性能，成为不断发展的先进材料。因此，形状记忆合金被广泛应用于航空航天、医疗和汽车等方面。然而，由于严重的加工硬化和伪弹性，形状记忆合金的传统加工会造成严重的刀具磨损、费时以及低维畸变。这些材料可以使用非传统的方法，如激光加工、水射流加工（WJM）和电化学加工（ECM）进行机械加工，但这些方法受限于该材料的复杂性和力学性能。而电火花加工（EDM）和线切割（WEDM）能够很好的加工具有复杂形状和精密尺寸的形状记忆合金。介绍大量关于使用电火花和线切割加工形状记忆合金的研究，分析不同研究的差异，并展望未来的研究趋势。
Structural Materials
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  T6态AlMgCu铝合金激冷甩带的反常析出行为

  陈忠伟,汤明军,李士顺,冯宗强

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 22-27.

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  利用高分辨透射电镜和硬度测试表征时效态AlMgCu铝合金激冷甩带的析出相组成。铸态合金甩带的冷却速率通过经验公式计算为1.60×10⁵ K/s。T6态热处理是试样经固溶处理后再进行200 °C保温16 h的时效处理。结果表明，T6态AlMgCu铝合金激冷甩带含有Al₂CuMg相和反常非晶SiO₂两种析出相。Al₂CuMg 析出相的晶体结构和成分配比与文献[Wang et al.(2007; 2005)]结果一致。综合实验结果分析表明，反常非晶SiO₂ 相的析出可能与激冷甩带具有高的冷却速率有关，它的析出对其硬度的影响不大。
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  7A55铝合金热变形的速率控制机制

  冯迪,张新明,刘胜胆,吴泽政,谈琦,

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 28-35.

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  利用Gleeble-3500热模拟试验机对7A55铝合金在300~450 °C温度范围和0.01~1 s^-1应变速率范围内的热变形行为进行研究。建立了7A55铝合金的热加工图，对该合金的热变形行为进行了遵循幂律关系的动力学速率分析。结果表明：7A55铝合金在410~450 °C和0.05~1 s^-1的热变形条件下发生了动态再结晶。热加工图的分析结果与动力学分析结果的吻合度较高。动态再结晶及动态回复变形的表观激活能分别为91.2和128.8 kJ/mol，这说明7A55合金的动态再结晶机制为晶界自扩散，而动态回复机制为位错的交滑移。
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  Ce对Al-Si-Cu合金中α(Al)-Al₂Cu共晶形貌的影响

  MajaVON？INA,Jo？efMEDVED,TonicaBON？INA,FrancZUPANI？

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 36-41.

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  采用热分析、光学显微镜技术、扫描电镜技术、聚焦离子束和能量色散谱分析方法研究Ce对Al-Si-Cu合金中α(Al)-Al₂Cu共晶形貌的影响。结果表明，在枝晶、硅和AlSiFeMn之间较小空间内形成了α(Al)-Al₂Cu共晶。Al₂Cu为非层状的不规则共晶组织。Al₂Cu在经Ce改性的合金中更加致密。部分Ce溶解于Al₂Cu中，这是粗晶Al₂Cu形成的原因。与基体Al-Si-Cu合金相比，Ce的加入能使α(Al)-Al₂Cu共晶合金的显微硬度提高约10%。
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  Al-5Zn-2Mg合金在动态回复过程中的流变软化与微观组织演变

  李落星,王冠,刘杰,姚再起

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 42-48.

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  将7005铝合金在变形温度为300~500 °C、应变速率为0.05~50 s^-1的条件下进行等温压缩实验，研究材料的流变应力行为及微观组织演变规律，使用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射花样(EBSD)等方法观察、分析热压缩试样。通过计算得到7005铝合金的激活能为147 kJ/mol，与纯铝的晶格自扩散能(142 kJ/mol)相近。7005铝合金热变形过程中主要的恢复机制为动态回复。在高应变速率(50 s^-1)条件下，试样由于变形温升的影响会发生流变软化。经过温升修正后，在较高变形温度下材料依然存在软化现象。通过微观组织分析可知，该现象主要与材料动态回复过程中晶界迁移引起的晶粒粗化有关。
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  硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料的干摩擦磨损行为

  金培鹏,陈 庚,韩 丽,王金辉

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 49-57.

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  研究搅拌铸造工艺制备的硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损性能。复合材料的体积分数为2%，根据增强体种类，材料分别记为：Al基体、Mg₂B₂O₅w/6061Al、ZnO/Mg₂B₂O₅w/6061Al和CuO/Mg₂B₂O₅w/6061Al；讨论磨损速率和摩擦因数之间的关系。结果表明：在4种材料中，ZnO/Mg₂B₂O₅w/6061Al复合材料的磨损率最低。随着载荷和滑动速度的增大，基体和复合材料的摩擦因数和磨损率降低，摩擦磨损机制由轻微磨损机制转向严重磨损机制。
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  异种搅拌摩擦焊AA5083-H111和AA6351-T6铝合金的力学和冶金性能

  R.PALANIVEL,P.KOSHYMATHEWS,I.DINAHARAN,N.MURUGAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 58-65.

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  研究异种搅拌摩擦焊AA5083-H111和AA6351-T6铝合金的微观结构和力学性能。在3种不同的焊接速度(36、63、90 mm/min)下焊接AA5083-H111和AA6351-T6铝合金，分析焊接速度对接头力学和冶金性能的影响。结构表明，与其他焊接速度相比，焊接速度为63 mm/min 时接头的力学性能和冶金性能较好。焊缝区由未混合区、机械混合区和混流区组成。所观察到的断裂模式为韧性纤维断裂。
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  循环闭式模锻制备Mg-Si合金的组织和力学性能

  J.METAYER,叶兵,郭炜,王渠东,周浩,F.MOLLET,

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 66-75.

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  首先制备Mg-xSi (x=0, 1.5，3.3)合金，再采用一种新的大塑性变形方法——循环闭式模锻(CCDF)在450 °C进行1、3和5道次加工。通过循环闭式模锻，粗大的Mg₂Si颗粒被破碎成小块并且分布更加均匀，材料的拉伸强度、伸长率和硬度得到了提高。经5道次加工后Mg-1.5%Si合金的强度和伸长率同时得到提高，拉伸强度达142 MPa，伸长率为8%。采用干滑动摩擦进一步表征材料性能。结果表明，随着Si含量和加工道次的增加，材料的耐磨性能得到了提高，加工1道次后显著提高，再继续增加道次时提高不明显。经5道次加工后，Mg-3.3%Si合金的耐磨性比纯镁的高38%。根据Archard方程和摩擦效果，耐磨性的提高归结于组织的细化和均匀化。
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  超声处理对AZ91合金微观组织的影响

  杨跃双,王锦程,王陶,刘成明,张忠明

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 76-81.

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  通过在AZ91合金熔体中引入超声振动研究超声处理对合金微观组织的影响。结果表明，超声处理并不改变合金的相组成，但对凝固组织有显著影响；随着超声功率的增加，层片状共晶组织的面积分数呈现先增加后降低的趋势，当超声功率为600 W时达到最高，而Al₈Mn₅相的平均面积变化规律则完全相反，Mg₁₇Al₁₂ 相的面积分数则随着超声功率的增加而逐渐降低。讨论了组织细化及相分数改变的超声处理机制。
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  TC21合金吸氢与放氢后的微观组织

  王小丽,赵永庆,魏晓伟,侯红亮

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 82-88.

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  利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究TC21合金吸氢与放氢后的组织演变和相的转变。研究表明：吸氢后，α 和β相的衍射峰向低的2θ角方向偏移，说明氢原子固溶于合金中，使其晶体结构发生膨胀；TC21 合金的组织也发生明显的变化。吸氢后，α相和β相的明暗对比度发生变化，原白色α相(金相组织)转变为黑色，而且黑色组织中分布有取向不同且平行排列的片状组织。XRD分析和TEM观察发现，在合金中有氢化物和α′马氏体生成，还在相内和相间存在大量的孪晶和少量的粒子。这意味着氢导致α 和β相中合金元素的再分配。放氢后，TC21 合金的组织与吸氢前合金的组织相似，只包括α相和β相。
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  采用粗空心微球低压粉末冶金法制备空心微球复合泡沫钛

  N.JHA,D.P.MONDAL,M.D.GOEL,J.D.MAJUMDAR,S.DAS,O.P.MODI

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 89-99.

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  在低压下采用粉末冶金法，使用粗尺寸空心微球制备出不同相对密度的钛空心微球复合泡沫材料。在压力为60～70 MPa，通过冷压制备得到不同相对密度的泡沫钛。研究冷压压力与空心微球破碎倾向和相对密度的函数关系。研究制备的泡沫钛材料的压缩变形行为，考虑到实际应用，建立了平台应力、弹性模量、致密化应变和能量吸收之间的经验关系。对比泡沫钛和致密钛的性能指标，发现在工程应用中泡沫钛是致密钛的优秀替代物。
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  纯钛和钛合金在人工唾液中的复合微动磨损行为

  张保荣,蔡振兵,甘雪琦,朱旻昊,于海洋

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 100-107.

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  在改进后的液压伺服双向微动磨损试验机上实现双向微动。在人工唾液环境中，对TA2纯钛和Ti6Al7Nb合金在6 mm/min的加载速度下以不同接触倾角(45°和60°)和不同最大外加载荷(200~400 N)条件下进行复合微动磨损实验。详细研究循环垂向力和倾斜角的影响。结合动力学分析与微观检测结果显示：磨痕和塑性变形累积呈现强烈的非对称性。在人工唾液环境中和相同实验参数下，Ti6Al7Nb合金比TA2纯钛具有更好的抗磨损性能，并随着倾斜角度的增加和外加载荷的降低，磨损相应减轻。TA2纯钛和Ti6Al7Nb合金在人工唾液环境中的复合微动磨损机制是磨粒磨损、氧化磨损和剥层。
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  填充金属对钛合金与不锈钢电子束焊接的影响

  王廷,张秉刚,冯吉才,

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 108-114.

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  采用Ni、V、Cu等填充材料进行钛合金与不锈钢的电子束焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射对接头的微观组织进行分析。通过抗拉强度和显微硬度评价接头的力学性能，分析讨论填充材料对钛/钢电子束焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明：填充材料有助于抑制Ti-Fe金属间化合物的产生。所有接头均由固溶体和界面化合物组成。对于不同的填充材料，固溶体和界面化合物种类取决于填充材料与母材之间的冶金反应。对于Ni、V及Cu填充材料，界面化合物分别为Fe₂Ti+Ni₃Ti+NiTi₂, TiFe和 Cu₂Ti+CuTi+CuTi₂。接头抗拉强度主要取决于金属间化合物的脆性。采用Cu填充金属的接头抗拉强度最高，约为234 MPa。
Functional Materials
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  三元稀土硅化物Gd₂PdSi₃单晶生长

  徐义库,WolfgangL？SER,郭亚杰,赵新宝,刘林

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 115-119.

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  采用光悬浮区熔法以3 mm/h的生长速度制备 Gd₂PdSi₃ 单晶。该化合物表现为同成分熔融，其熔点在1700 °C 左右。与Gd₂PdSi₃ 化学计量成分相比，制备的晶体中Pd含量略低，导致了熔区内Pd的富集以及实验过程中熔区温度的降低。采用标准成分给料棒制备的单晶内含有少量定向的GdSi沉淀，可以通过退火热处理减少其含量但并不能完全消除。采用给料棒成分微调的方法制备出不含GdSi沉淀的高质量Gd₂PdSi₃单晶。
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  电泳沉积法在Ni-W基带上制备YBa₂Cu₃O_7-δ超导厚膜

  罗清威,李英楠,李凤华,樊占国

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 120-125.

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  研究La_0.4Sr_0.6TiO₃ (LSTO) 缓冲层和YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)超导厚膜的低成本制备技术。采用X射线衍射分析LSTO和YBCO膜的晶体取向，利用标准四引线法分析LSTO薄膜的导电性能和YBCO厚膜的超导性能。首先采用金属有机沉积法(MOD)成功在Ni-W基带上制备取向较好、表面光滑致密的LSTO缓冲层；然后采用电泳沉积(EPD)技术制备YBCO超导厚膜。研究电泳沉积电压和沉积时间对YBCO涂层性能的影响。结果表明：138 V下电泳沉积35 min所制备的YBCO涂层，临界电流密度可达600 A/cm² (0 T, 77 K)。
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  Ni₅₄Mn₂₅Ga₁₅Al₆高温形状记忆合金的微观组织和相变行为

  辛燕,李岩

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 126-130.

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  研究Ni₅₄Mn₂₅Ga₁₅Al₆高温形状记忆合金的微观组织、马氏体相变特性、力学性能和形状记忆效应。通过与Ni₅₄Mn₂₅Ga₂₁合金对比，分析添加第四组元Al对Ni-Mn-Ga合金性能的影响。结果表明：Ni₅₄Mn₂₅Ga₁₅Al₆合金为单一的四方结构非调制马氏体相并呈片状的马氏体孪晶板条形貌。该合金的马氏体相变开始温度超过190 °C，具有发展成为高温形状记忆合金的潜力。在Ni-Mn-Ga合金中添加Al会降低马氏体相变温度，这主要归因于Al添加引入的晶格尺寸因素的改变。添加Al元素能有效提高合金的强度和塑性，但降低合金的形状记忆性能。
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  Sb掺杂量对ATO纳米颗粒结构及激光吸收性能的影响

  张 晶,王丽熙,梁敏鹏,张其土

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 131-135.

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  以SnCl₄·5H₂O和SbCl₃为原料，采用共沉淀法制备不同Sb掺杂量的氧化锡锑(ATO)纳米粉末。分别采用XRD、FESEM、紫外可见分光光度计和激光器对晶体结构、形貌、激光反射率进行表征，研究Sb掺杂量对ATO纳米颗粒的结构、晶粒尺寸和激光反射性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的ATO纳米颗粒为四方相金红石结构，粒径大小约为几十纳米；随着Sb掺杂量的增加，ATO的晶粒尺寸减小，晶胞体积则逐渐增大；与未掺杂的SnO₂粉末相比，Sb掺杂后的ATO粉末在1.06 μm激光波长处的反射率明显低于未掺杂的SnO₂的反射率；随着Sb掺杂量的增加，反射率值呈先减小后增大的趋势，在Sb掺杂量为20 %时， ATO粉末在1.06 μm激光波长处的反射率低于0.02%，激光隐身性能最佳。
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  金刚石表面化学镀铜工艺的优化

  A. R. NIAZI,李树奎,王迎春,刘金旭,呼陟宇,Zahid USMAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 136-145.

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  研究预镀1%铬金刚石颗粒表面化学镀铜的预处理工艺、镀液成分和工艺参数对表面形貌、沉积效率、镀层均匀性等的影响，优化出最佳工艺参数。结果表明，采用20% NaOH溶液处理30 min后，再在SnCl₂溶液中进行 5 min敏化和在PbCl₂溶液中进行 20 min活化，能提高预镀1%铬金刚石颗粒表面镀铜质量，并获得较高的铜沉积率。化学镀铜最佳工艺条件为：16 g/L CuSO₄·5H₂O，35 mL/L甲醛，23 g/L酒石酸钾钠，温度60 °C，pH=13，辅助超声加(350±15) r/min的机械搅拌。采用此工艺在预镀1%铬金刚石颗粒表面获得了厚度均匀的纯铜层。
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  铁基非晶基涂层的HVOF制备及耐腐蚀性能

  王善林,成京昌,李承勋,柯黎明

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 146-151.

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  以工业原材料制备的铁基非晶合金、镍铬合金、碳化钨颗粒的混合粉末为原材料，采用高速火焰喷涂技术制备铁基非晶基涂层。通过分析铁基非晶基涂层分别在1 mol/L盐酸、氯化钠、硫酸和氢氧化钠溶液中的动态极化特性，研究其腐蚀阻抗。采用扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的腐蚀形貌。结果表明：铁基非晶基涂层具有优良的耐蚀性能，而且在含氯离子溶液中，表现出比304L奥氏体不锈钢更高的腐蚀阻抗。在1 mol/L盐酸溶液中，铁基非晶基涂层的腐蚀电流密度和钝化电流密度分别为132.0 μA/cm²和9.0 mA/cm²，在1 mol/L氯化钠溶液中分别为2.5 μA/cm²和2.3 mA/cm²，且表现出一个宽的自钝化区间。其优异的耐蚀性能表明铁基非晶基粉末可以作为一种耐腐蚀、耐磨损的工程材料。
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  LiBH₄/Mg₁₇Al₁₂-氢化物复合体系的放氢行为改善及其机制

  韩乐园,肖学章,范修林,李 芸,李寿权,葛红卫,王启东,陈立新

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 152-157.

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  选择Mg₁₇Al₁₂-氢化物作为失稳剂与LiBH₄进行球磨以改善LiBH₄体系的吸放氢性能。研究表明，LiBH₄/Mg₁₇Al₁₂-氢化物复合体系发生两步放氢过程。复合体系在300 °C开始放氢并在500 °C下产生9.8%的放氢量。通过添加Mg₁₇Al₁₂-氢化物，LiBH₄的放氢动力学得到有效改善，并且其放氢温度降低20 °C。复合体系的放氢产物在450 °C的首次再加氢容量可高达8.3%。XRD分析表明，复合体系在放氢过程中所形成的MgB₂和AlB₂可降低LiBH₄的热力学稳定性，进而有效改善LiBH₄/Mg₁₇Al₁₂-氢化物复合体系的可逆储氢行为。
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  锂硫电池用气相生长碳纤维增强硫-多壁碳纳米管复合正极的影响

  邓兆丰,张治安,卢海,赖延清,刘晋,李劼,刘业翔

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 158-163.

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  制备了锂硫电池用硫-多壁碳纳米管纳米复合材料，并分别采用气相生长碳纤维(VGCFs)和导电炭黑作为复合正极的导电添加剂，通过形貌表征(SEM)、恒流充放电测试和交流阻抗分析(EIS)研究VGCFs对硫-多壁碳纳米管复合正极的影响。结果表明：采用VGCFs作添加剂的硫-多壁碳纳米管复合电极具有三维网状结构，其首次放电比容量为1254 mA·h/g，40次循环后容量保持在716 mA·h/g。与采用导电炭黑为添加剂的电极相比，采用VGCFs为添加剂的电极具有更高的活性物质利用率和更好的循环稳定性。相互搭接的纤维状VGCFs可形成稳定的导电网络，抑制正极材料及残存放电产物的团聚堆积，维持电极的多孔性，从而改善电池的电化学性能。
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  新型可充锂-空气电池的纳米刺状α-MnO₂/Pd空心微球催化剂

  张明,徐强,桑林,丁飞,刘兴江,焦丽芳

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 164-170.

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  利用NaBH₄溶液还原PdCl₂的方法在具有纳米刺状表面的α-MnO₂中空微球上沉积Pd，制备一种α-MnO₂/Pd核壳型复合催化剂作为新一代可充锂-空气电池的催化剂。TEM、XRD和EDS等方法的分析结果表 明，在催化剂中纳米Pd颗粒均匀地分布在刺状α-MnO₂中空微球表面，Pd在催化剂中的质量分数约为8.88%。充放电测试结果表明，与纳米刺状的α-MnO₂中空微球催化剂相比，α-MnO₂/Pd复合催化剂提高了空气电极的能量转化效率和充放电循环性能。由Super P碳材料和所制备的α-MnO₂/Pd复合催化剂所构成的空气电极在0.1 mA/cm²电流密度下的首次放电比容量可以达1220 mA·h/g，经13次充放电循环后的容量保持率为47.3%。该纳米刺状α-MnO₂/Pd核壳型复合催化剂是一种有前途的空气电池催化剂。
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  磁流变液在磁场作用下基于铝的往复式摩擦特性

  张 鹏,Kwang-Hee LEE, Chul-Hee LEE

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 171-176.

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  磁流变液被广泛地应用在汽车减震器、表面抛光和其他精加工处理中。讨论基于铝的磁流变液在磁场、不同的负载和振荡频率条件下的摩擦特性。在有、无磁场下对磁流变液基于铝的往返式摩擦特性进行评估。在不同荷载和振荡条件下分析实验条件与运动周期的关系。通过测量表面粗糙度和观察表面图像比较样品表面，并评估了磁流变液基于铝的往复摩擦特性。
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  少层石墨烯的微波辐照法快速制备及表征

  冷 娴,熊 翔,邹俭鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 177-183.

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  以可膨胀石墨为原料制备少层石墨烯，通过初次微波辐照3 min、混酸(浓硫酸与浓硝酸的体积比为1:1)浸泡处理24 h及二次微波辐照剥离3 min的工艺流程，得到了少层石墨烯。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和燃烧法元素分析对实验产物进行表征。结果表明：经过初次微波辐照处理，伴随闪光及爆裂声，可膨胀石墨层片结构被剥离，迅速形成疏松、多孔的蠕虫形貌。通过混酸浸泡、二次微波辐照和超声分散等后续处理，可快速制得厚度约为4.7 nm的约十几层的石墨烯，且石墨烯未被严重氧化，纯度高，结晶度高。
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  Sb含量对Sn-Bi系焊料性能的影响

  张成,刘思栋,钱国统,周健,薛烽

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 184-191.

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  研究Sb元素含量对Sn-Bi系焊料性能的影响。通过差示扫描量热法研究Sn-Bi-Sb焊料的熔化行为。采用铺展实验研究焊料在Cu基板上的润湿性。测试Sn-Bi-Sb/Cu结合界面的力学性能。结果表明：三元合金中含有包共晶反应形成的共晶组织，随着Sb含量的增加，共晶组织增多；在加热速率为5 °C/min的条件下，三元合金显示出更高的熔点和更宽的熔程；添加少量Sb对Sb-Bi系焊料的铺展率有影响；在焊料铺展过程中形成反应过渡层，反应过渡层中存在Sb元素而无Bi元素，过渡层厚度随着Sb元素含量的增加而增大。Sn-Bi-Sb焊料的剪切强度随着Sb元素含量的增加而升高。
Computational Materials Science and Numerical Modelling
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  脉冲电流作用下纯铝熔体凝固晶核的迁移行为

  李希彬,芦凤桂,崔海超,唐新华

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 192-198.

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  建立凝固过程的数学模型来揭示自由晶核的迁移行为。模拟结果表明：在脉冲电流作用下，大多数形成于熔体上表面的晶核将往下迁移并随机分布于Al熔体内部，提供更多的形核质点，进而细化凝固组织晶粒。同时，研究在施加脉冲电流(ECP)时晶核尺寸对晶核分布和细化的影响。小尺寸的晶核同周围熔体一同运动，迁移距离较短；而大尺寸的晶核在脉冲电流作用下以较快的速度相对于周围熔体运动，有利于熔体内部晶粒的细化。该研究有利于加深对脉冲电流细化凝固组织机理的认识。
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  基于有限元法的铝合金四通阀多向加载成形过程中的变形特征分析

  张大伟,赵升吨,杨合

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 199-207.

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  采用数值模拟方法，研究7075铝合金四通阀体类零件在多向加载成形条件下成形过程中的材料变形特征。结果表明：四通阀多向加载成形过程中存在正挤、反挤、正挤和侧挤复合、反挤和侧挤复合等4种变形模式。在不同成形阶段，表现出的变形模式依赖于加载路径。一般在变形初期会发生正挤或反挤的变形行为；在变形中期以反挤变形模式为主；在变形终期一般会发生反挤、正挤和侧挤复合变形模式。为提高型腔填充稳定性和减少成形缺陷，在变形初期和中期，应增加侧挤变形行为；在变形终期应减少或避免正挤变形行为。
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  金属液流的气固两相流雾化破碎准则

  陈 刚,杨 现,苏 斌,涂川俊

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 208-216.

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  介绍了一种自行发明的新的雾化方法。该方法是采用含有固体介质的高速气流即气固两相流对液体金属或合金进行雾化而制备粉末的一种方法，对比研究了同等条件下普通气体雾化与两相流雾化制备粉末的特征，研究了固体雾化过程中主要工艺参数对固体雾化粉末特征的影响规律。结果表明，两相流雾化制得粉末的平均粒度约为普通气体雾化所得粉末的二分之一，而且粒度分布更集中，粉末的冷却速度比普通气体雾化高一个数量级，粉末微观组织更细小；采用液体雾化破碎准则韦伯数以衡量雾化介质的破碎能力，得出两相流雾化介质的韦伯数为气体韦伯数和颗粒流韦伯数之和，建立了两相流雾化破碎的临界方程，并以此讨论了主要工艺规律。
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  碳纤维编织复合材料板材热冲压成形的实验和模拟研究

  张 琦,高 强,蔡 进

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 217-223.

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  提出一种新型的复合材料成形工艺，即热冲压成形，来直接成形复合材料。为了研究复合材料板的成形行为，分析了成形温度对零件的影响，进行了热弯曲和热拉深实验。实验结果表明，编织复合材料板的锁止角为30°，在成形过程中，变形载荷一般小于5 N，并且变形载荷随着温度的升高而降低。成形碳纤维复合材料板的最佳温度是170 °C。采用有限元分析软件ABAQUS对模具的温度场分布和复合材料板的变形进行了数值模拟。为了研究碳纤维在成形过程中的运动，采用两节点的三维Truss 单元T2D3对纤维进行网格剖分，模拟结果与试验结果相吻合。
Mine Engineering, Metallurgical Engineering, Chemistry and Chemical Engineering
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  基于二维高密度电阻率数据的二、三维反演对比

  冯德山,戴前伟,肖波,

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 224-232.

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  目前高密度电阻率法所采用的数据处理方法主要是将地质结构体视为二度体进行二维处理，因而二维数据资料处理结果只是一种近似解释，其计算精度与反演效果达不到精确反演的要求。设计两种典型的电阻率异常地质体模型，利用有限单元法进行正演计算。为更真实地模拟实测数据并分析二维、三维反演算法对噪声的敏感度，在正演剖面中加入1%的高斯随机误差，然后再分别利用最小二乘法进行高密度电阻率法二维、三维反演。对比二维和三维高密度电阻率法的反演水平切片及垂直切片图可知，三维反演受高斯随机误差的影响更小，反演结果在模型异常位置、形态和电阻率特性反映上都比二维反演的效果更好，与实际地质模型更接近。
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  铅元素人为服务归趋中功能、形态与位置的变化

  毛建素,马 兰,梁 静

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 233-242.

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  了解物质在形成人类特定服务的迁移转化过程中功能、形态和位置的变化有助于弄清特定服务的形成过程以及人类活动对自然的影响关系。对比铅元素人为循环与自然循环，关注物质的服务目标、归趋路径和这一过程中物质形态的变化进行分类。追踪铅元素生命周期过程，借助工程技术信息，辨识各阶段铅所发生的功能、形态、地理位置的变化。结果表明，铅矿和废铅资源是人类活动圈中铅元素的两种来源。在向人类提供的服务中，铅元素所具有的主要功能是储存与转移电能、防腐蚀、防辐射，而主要形态则表现为Pb、PbO₂ 和PbSO₄等，空间位置呈现为从中国中心区域岩石圈转移到中国东部区域。
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  种分制备超细氢氧化铝中碱含量的变化

  刘桂华,王 鹏,齐天贵,李小斌,田 侣,周秋生,彭志宏

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 243-249.

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  种分氢氧化铝中碱含量变化规律关系到氢氧化铝的质量和碱耗，通过测定溶液浓度和电导率、氢氧化铝中碱含量和粒度分布以及分析粒子形貌，研究种分氢氧化铝中碱含量的变化规律。结果表明，溶液组分浓度高、球磨晶种循环、种分温度低、初始分解速率快或产品比表面积大都会导致氢氧化铝中碱含量升高；在低硅铝酸钠溶液种分过程中，粒子的附聚得到抑制，超细氢氧化铝中碱主要以晶格碱形式存在，以钠硅渣形式存在的碱含量极低；同时，升高初始分解温度，晶种老化，降低分解速率，延长种分时间，都有利于产品中碱含量的降低。结果还表明：种分过程中， 离子可能对产品中碱含量有很大的影响。
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  电解废旧铝合金回收铝的电流效率

  徐君莉,张净,石忠宁,高炳亮,王兆文,胡宪伟

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 250-256.

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  研究在 AlC1₃-NaCl熔融盐体系中进行电精炼废旧铝合金回收金属铝。以铝合金为阳极，通过直流电沉积在铜阴极上得到铝涂层。在170 °C、电流密度100 mA/cm² 下电解4 h，得到的沉积物铝的纯度大约为99.7%，电流效率为44%~64%，每千克铝消耗电能3~9 kW·h。探讨阴极电流密度、电解质成分和电解时间及温度等对铝沉积电流效率的影响。结果表明：在AlCl₃和NaCl摩尔比为1.3~1.9时，AlCl₃和NaCl摩尔比对电流效率的影响很小，升高电解温度有利于提高电流效率；但是延长电解时间或增大电流密度会导致电流效率降低。电流效率的降低主要是由于沉积的铝呈现枝状晶或粉化而易从阴极上脱落到电解质中所致。
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  神经网络优化ITO废靶酸浸回收铟

  李瑞迪,袁铁锤,范文博,邱子力,苏文俊,钟楠骞

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 257-262.

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  以提高铟浸出率为目标，通过工艺实验结合神经网络研究ITO废靶酸浸的优化工艺。首先，固定其他工艺因素，进行单因素如残酸度、氧化剂加入量、酸浸温度及时间对铟浸出率影响的实验研究。结果表明，增大残酸度可提高铟浸出率；氧化剂的加入可明显提高铟浸出率，但增加到一定程度后浸出率提高不明显；升高温度可明显提高浸出率，但继续升高则会降低铟浸出率；延长浸出时间也可提高铟浸出率。通过反向传播算法的人工神经网络(BPNN)研究多因素的综合作用对铟浸出率的影响规律，预测值与实验值相差很小，表明所建立的BP模型铟浸出率能比较准确地预测。最终，通过BPNN预测以及实验验证，获得高达99.5%浸出率的工艺参数：残酸度50~60 g/L、氧化剂含量10%、浸出温度70 °C和浸出时间2 h。
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  基于产物分析的铝/铁氧化物纳米复合材料的铝热反应机理

  王毅,宋小兰,姜炜,邓国栋,郭效德,刘宏英,李凤生

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 263-270.

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  采用溶胶-凝胶法分别对纳米Al和微米Al进行表面包覆，制备nano-Al/xero-Fe₂O₃和micro-Al/xero-Fe₂O₃ 2种复合材料，并对它们的微观结构和物相进行表征。结果表明，纳米Al和微米Al表面均被约20 nm的无定形纳米粒子致密包覆；包覆物中的铁氧比与Fe₂O₃中的铁氧比大致相当。对2种纳米复合材料以及4种相对应的简单混合物(nano-Al+xero-Fe₂O₃、nano-Al+micro-Fe₂O₃、micro-Al+xero-Fe₂O₃和micro-Al+micro-Fe₂O₃分别进行DSC分析。对于采用纳米Al作燃料的铝热剂，nano-Al/Xero-Fe₂O₃、nano-Al+xero-Fe₂O₃和nano-Al+micro-Fe₂O₃三者的热谱图没有明显差别；对于采用微米Al作燃料的铝热剂，micro-Al/xero-Fe₂O₃的反应峰温度较micro-Al+ xero-Fe₂O₃和micro-Al+micro-Fe₂O₃的分别提高了68.1 °C和76.8 °C。另外，将4种铝热剂(nano-Al/xero-Fe₂O₃，nano-Al+micro-Fe₂O₃，micro-Al/xero-Fe₂O₃和micro-Al+micro-Fe₂O₃)同时从室温加热至1020 °C，对660 °C和1020 °C时的产物进行XRD分析。从图谱中共检测出Fe、FeAl₂O₄、Fe₃O₄、α-Fe₂O₃、Al、γ-Fe₂O₃、Al_2.667O₄、FeO和α-Al₂O₃共9种晶体物质。据此推测了可能的反应方程，并以最小自由能原则推出了每种样品最可能的反应过程。
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  五价锑在脱除铜电解液中砷、锑、铋杂质中的作用

  肖发新,曹岛,毛建伟,申晓妮,任凤章

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 271-278.

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  通过向含有45 g/L Cu²⁺、185 g/L H₂SO₄、10 g/L As和0.5 g/L Bi的铜电解液中加入Sb(V)，研究五价锑对铜电解液中砷、锑、铋杂质脱除作用机理。过滤电解液，采用化学分析、SEM、TEM、EDS、XRD、FTIR等方法对沉淀渣的结构形貌和成分进行表征。结果表明，沉淀渣呈尺寸为50~200 μm的不规则块状，其化学成分主要为砷、锑、铋和氧。红外光谱检测表明，沉淀渣主要特征官能团为As—O—As、As—O—Sb、Sb—O—Bi、Sb—O—Sb和Bi—O—Bi。X射线衍射和电子衍射检测结果表明，沉淀渣由AsSbO₄、BiSbO₄和Bi₃SbO₇组成。锑酸盐的生成是五价锑脱除铜电解液中砷、锑、铋杂质的主要原因。
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  Al-Fe金属间化合物对复合板界面结合的影响

  王 谦,冷雪松,杨天豪,闫久春

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 279-284.

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  对固态铝和固态铁界面金属间化合物的生长及金属间化合物对界面结合的影响进行了研究。结果表明，固态铝和固态铁热处理后的界面主要包括Fe₂Al₅和FeAl₃化合物层，金属间化合物恶化了界面结合强度。在拉剪测试中，断裂主要发生在Fe₂Al₅或FeAl₃化合物层，断裂的位置主要取决于化合物层内部的缺陷，包括微裂纹和空洞。热膨胀系数不匹配产生的应力导致内部微裂纹产生，内部孔洞产生的原因是Kirkendall效应。该研究对铝和铁的焊接与连接，尤其是对铝钢复合板的制备，奠定了一定的基础。
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  薄层液膜下直流电场对铜的腐蚀行为、氯离子迁移行为和枝晶生长的影响

  黄华良,潘志权,郭兴蓬,邱于兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 285-291.

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  采用动电位极化和表面分析技术(SEM/EDS)，研究薄层液膜下直流电场对印刷电路板铜的腐蚀行为、氯离子迁移行为和枝晶生长的影响。结果表明：直流电场使铜的腐蚀减弱；氯离子在直流电场作用下由负极到正极发生定向迁移，并且富集于电场的正极，导致电场正极发生严重的局部腐蚀；枝晶生长于电场的负极，并且其速率和尺寸随着外加电压的增加和暴露时间的延长而分别加快和变大。
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  小型圆热管烧结吸液芯的设计与制造

  蒋乐伦,汤勇,周伟,蒋琳珍,肖潭,李燕,高金武

  中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(1): 292-301.

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  小型金属粉末烧结吸液芯圆热管(简称烧结热管)是一种提高高热流密度电子元器件散热性的高热导率元件，而烧结工艺是决定烧结热管质量的关键。根据烧结热管传热特性优化热管吸液芯的结构及工艺，提出制造热管烧结吸液芯的四阶段固相烧结工艺，讨论烧结工艺参数：烧结温度、烧结时间、烧结气氛和烧结位置。结果表明：当烧结吸液芯厚度为0.45 mm，烧结时间为3 h时，159 μm铜粉的烧结吸液芯合理的烧结温度是950 °C，81 μm和38 μm铜粉的烧结吸液芯合理的烧结温度为900 °C。当铜粉粒径为159 μm，烧结温度为950 °C时，0.45和0.6 mm吸液芯厚度合理的烧结时间为3 h，而0.75 mm吸液芯厚度合理的烧结时间为1 h。在烧结过程中H₂与CuO还原反应能够在铜粉表面形成龟裂纹，而龟裂纹可作为二次结构。水平位置烧结能有效地避免烧结吸液芯与铜管内壁之间产生间隙。