中国有色金属学报（英文版）

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任玉平,孙世能,王利卿,郭运,李洪晓,李松,秦高梧

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3405-3412.

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采用平衡合金法，利用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析，系统地研究了Mg-Zn-Al三元系富镁角335 °C的平衡相组成及其成分。从实验上证实，α-Mg固溶体并不与Mg₃₂(Al,Zn)₄₉ (τ)三元金属间化合物或q准晶相平衡，而仅与一个三元化合物Al₅Mg₁₁Zn₄ (φ)相平衡。获得了φ相在335 °C的整个成分范围，即：52.5%~56.4% Mg、13.6%~24.0% Al、19.6%~33.9% Zn(摩尔分数)。Al在MgZn相中的固溶度远大于在Mg₇Zn₃相中的固溶度，其最大值可达8.6%Al(摩尔分数)。Al和Zn可以同时固溶在α-Mg固溶体中。

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冷却速率对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为的影响

庞松,吴国华,刘文才,张亮,张扬,HansCONRAD,丁文江

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3413-3420.

摘要 ( )

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采用计算机辅助冷却曲线分析技术研究砂型铸造过程中冷却速率(1.4~3.5 °C/s)对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为的影响。结果表明：随着冷却速率的提高，起始形核温度(T_α_,N)由634.8 °C升至636.3 °C，再辉前最低温度(T_α_,Min)由631.9 °C降至630.7 °C，形核过冷度(ΔT_N)由2.9 °C升至5.6 °C，共晶反应起始温度(T_eut,N)上升，固相线温度(T_S)由546.0 °C降至541.4 °C，凝固温度区间(ΔT_S)增加6.1 °C。形核速率( )的增加引起晶核数量的增加，从而降低α-Mg的平均晶粒粒径。相对于形核时间(Δt_N)，形核过冷度(ΔT_N)对α-Mg平均晶粒粒径的影响更大。温度增加值(T_eut,N-T_eut,G)与缩短的反应时间改变共晶反应进程，并且影响第二相的含量以及形貌。

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挤压铸造制备半固态AZ61镁合金的组织演变及力学性能

陈添,解志文,罗荘竹,杨钦,谭生,王赟姣,罗一旻

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3421-3428.

摘要 ( )

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采用挤压铸造后直接二次重熔的方法制备半固态AZ61镁合金。首先通过挤压铸造预成形铸态AZ61镁合金，以获得细小的枝晶；然后在半固态区间进行二次重熔，细小的枝晶演变成球状晶，完全球化的晶粒被液相均匀包裹。研究结果表明：通过挤压铸造预成形的铸态AZ61镁合金与传统铸造预成形的铸态AZ61镁合金相比，在相同的二次重熔条件下，挤压铸造预成形的铸态AZ61镁合金获得更细小的半固态组织。此外，挤压铸造加上二次重熔触变成形的AZ61镁合金，力学性能优于传统铸造后二次重熔触变成形的AZ61镁合金。

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环氧涂层处理的Mg-3Al-1Zn镁合金在齿轮油中的腐蚀疲劳性能

贺秀丽,卫英慧,侯利锋,闫志峰,郭春丽,韩鹏举

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3429-3440.

摘要 ( )

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研究环氧涂层处理后的Mg-3Al-1Zn合金在齿轮油环境下的腐蚀疲劳行为。采用扫描电子显微镜(SEM)观察疲劳试验后试样的腐蚀形貌及疲劳断口特征，并通过能谱仪(EDS)分析试样在齿轮油中的腐蚀产物成分。分析环氧涂层处理前、后2种试样的腐蚀疲劳性能和疲劳裂纹萌生机制。结果表明：经环氧涂层处理后，试样在齿轮油中的腐蚀疲劳极限高于未处理试样的。这是由于环氧涂层可以将镁合金与周围腐蚀环境良好地隔离。环氧涂层的力学性能比镁合金的差，这是疲劳裂纹优先从环氧涂层萌生的重要原因。另外，齿轮油的润滑作用可以使环氧涂层产生剥落现象。

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酸性介质中N,N′-双(2-亚甲基吡啶)-1,2-亚氨基乙烷对AZ91D镁合金的腐蚀抑制作用

D.SEIFZADEH,A.BEZAATPOUR,R.ASADPOURJOGHANI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3441-3451.

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采用电化学方法研究N,N′-双(2-亚甲基吡啶)-1,2-亚氨基乙烷(BPIE)Schiff 碱在0.010 mol/L HCl溶液中对AZ91D镁合金的腐蚀抑制作用。动电位极化曲线表明，BPIE Schiff碱是一种混合型缓蚀剂。电化学阻抗谱(EIS)测量证实了BPIE的腐蚀抑制作用。随着缓蚀剂浓度的增加, 由于有更多的缓蚀剂吸附在AZ91D镁合金表面，电荷转移阻力减小，双电层电容减小。电化学噪声(EN)分析获得的数据在时间和频率域与EIS和极化曲线所得结果表现出良好的一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能量色散X射线(EDX)，研究BPIE的缓蚀作用。SEM照片显示，在存在BPIE的情况下，AZ91D合金表面的腐蚀损伤得到减轻。XRD分析显示，在存在BPIE的情况下，对应于富镁α相的谱峰强度增大，表明合金样品的腐蚀程度低。EDX分析也证实了BPIE 的缓蚀作用。此Schiff碱化合物通过物理吸附在合金表面，吸附行为遵循Langmuir等温吸附模型。

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铝含量对AS系列铸造镁合金机械加工性能的影响

Birol AKYüZ

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3452-3458.

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研究铝含量对AS系列铸造镁合金机械加工性能的影响。通过测量切削力和表面粗糙度对镁合金的机械加工性能进行评估。研究合金的微观结构和拉伸性能。结果表明，切削力随着铝含量的增加而增大；AS91镁合金的表面粗糙度和力学性能最高；对力学性能有影响的主要机制是存在金属间相Mg2Si 和 Mg17Al12。在机械加工镁合金中，切削力随着切割速度的增大而增大。所测得的数据与机械加工合金的力学性能一致。

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超声波脱气对铝基元件性能的影响

H. PUGA, J. BARBOSA, N. Q. TUAN, F. SILVA

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3459-3464.

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采用基于多频多模调制技术的高强度超声波对AlSi9Cu3(Fe)合金进行处理，并研究超声处理时间对合金的最终密度、孔隙率，力学和疲劳性能的影响。使用减压试验评估合金的密度和样品的孔隙率。在旋转弯曲机上进行拉伸和疲劳试验，以评估样品分别经不同时间超声波脱气后的静态和动态性能。结果表明，超声波脱气可以有效地减少孔隙率并提高铸件的最终密度。此外，实验结果表明，与疲劳性能相反，孔隙率水平对静态性能没有实质性的影响。

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熔体浇注温度和板倾斜度对倾斜板制备A356铝合金的凝固和显微组织的影响

N. K. KUND

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3465-3476.

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采用倾斜板制备A356铝合金半固态浆料。通过倾斜板底部的逆流水冷却使A356合金熔体在流下倾斜板时发生局部凝固，从而导致在板壁上形成连续柱状枝晶。由于强制对流作用，这些树枝晶被折断成等轴和破碎的晶粒，然后被连续冲洗而在斜板出口形成半固态浆料。熔体浇注温度是影响凝固组织的重要条件，而倾斜度为优质半固态浆料提供必要的剪切作用。将得到的浆料在金属模具中凝固以制备理想显微组织的半固态铸造坯料。然后，通过热处理以提高半固态铸造坯料的表面质量。对半固态铸造和热处理后坯料的显微组织进行分析。研究熔体浇注温度(620，625，630和635 °C)和板倾斜度(30°, 45°, 60°和75°)对斜板制备A356铝合金的凝固和显微组织的影响。结果表明：在625 °C的熔体浇注温度和60°斜板倾角时，A356铝合金具有细小和球状的晶粒，是最佳的显微组织。

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Al-4.10Cu-1.42Mg-0.57Mn-0.12Zr合金热变形过程中显微组织动态演化的表征

刘灿,张辉,蒋福林,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3477-3485.

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在Gleeble-1500热模拟机上对Al-4.10Cu-1.42Mg-0.57Mn-0.12Zr合金在变形温度300 °C和应变速度10 s^-1下进行热压缩变形，真应变分别为0.2、0.4、0.6和0.8。通过X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜研究合金变形过程中复杂的动态显微组织演变。结果表明：真应力随着应变的增加而迅速增大至峰值，之后随着应变的增加而趋于稳定，呈现动态软化特征。随着应变的增大，位错缠结成胞状与亚晶结构，表明变形过程中发生动态回复。动态析出相S相、θ相和Al₃Zr相在变形过程中粗化速度加快。铝基体中析出连续的S相，并发现有不连续的S相在Al₃Zr相附近和亚晶界处形核析出。Al₃Zr相相对比较稳定，易于在位错和亚晶界处析出。流动软化机制是由于动态回复和动态析出导致位错密度减少而引起的。

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考虑应变补缩的6063铝合金高温流变应力本构方程

甘春雷,郑开宏,戚文军,王孟君

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3486-3491.

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为了建立精确模拟6063铝合金高温流变应力的本构方程，在温度为573~773 K和应变速率为0.5~50 s^-1的条件下，采用Gleeble-1500热模拟机进行等温热压缩实验。结果表明：可以采用参数Z描述温度和应变速率对6063铝合金热变形行为的影响，建立的本构方程中的材料常数(a, n, Q和A)可以表示成应变的4次多项式函数。模拟结果表明：所建立的本构方程能精确预测6063铝合金高温流变应力，因此，本构方程适合用于模拟热变形过程，如挤压和锻造，并且可以在工程应用中正确设计变形参数。

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新型无镍白色铜合金的热加工图及其热变形机制

刘娜,李周,李灵,刘斌,徐根应

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3492-3499.

摘要 ( )

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采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为600~800 °C、应变速率为0.01~10 s^-1的热变形条件下对新型无镍白色Cu-12Mn-15Zn-1.5Al-0.3Ti-0.14B-0.1Ce(质量分数，%)合金进行热压缩模拟实验；根据该合金热变形行为及热加工特征，建立该合金热变形的本构方程和热加工图。该合金热变形过程中变形激活能为203.005 kJ/mol。当真应变为0.7时，合金热加工图中存在一个失稳区，此区域的变形温度为600~700 °C，应变速率为0.32~10 s^-1。在较适宜的热变形条件(800 °C、10 s^-1)下获得的合金具有良好的表面质量和内部组织。同时，该无镍合金具有与传统镍白铜Cu-15Ni-24Zn-1.5Pb合金相近似的白色色度和肉眼不易察觉的色差(小于1.5)。

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热加工对电子束焊接TC11/Ti₂AlNb双合金接头组织和性能的影响

秦春,姚泽坤,李誉之,宁永权,郭鸿镇

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3500-3508.

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研究热加工对电子束焊接TC11/Ti₂AlNb双合金接头显微组织的影响，对焊接件热暴露前后的室温拉伸性能进行测试。结果表明：电子束焊接TC11/Ti₂AlNb双合金熔合区主要由β相组成；经过变形和热处理后，熔合区主要由β、α₂和α相组成，同时原始铸态的晶界在变形过程中破碎。在拉伸试验中，熔合区是薄弱区域；在不同的变形条件下，试样(热暴露前后)在此区域发生断裂。热处理后试样的最大室温拉伸强度达到1190 MPa；锻后水冷试样具有较好的塑性，其伸长率达到4.4%。相比较而言，经过(500 °C，100 h)的热暴露后，试样的室温拉伸强度略有上升，但塑性变化较小。拉伸断口SEM观察显示，在不同变形条件下穿晶断裂为主要的断裂机制。

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孔结构对Ni₃Al金属间化合物多孔材料抗腐蚀性能的影响

吴靓,贺跃辉,江垚,曾毅,肖逸峰,南博

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3509-3516.

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采用元素粉末反应合成的方法并用尿素作为造孔剂制备Ni₃Al金属间化合物多孔材料。用电化学和浸泡实验表征Ni₃Al金属间化合物多孔材料在6 mol/L KOH溶液中的抗腐蚀行为。系统研究孔结构对材料抗腐蚀性能的影响。研究结果表明：孔隙率较大的Ni₃Al金属间化合物多孔材料较孔隙率较小的样品腐蚀更严重，这是由于孔隙率较大的样品具有复杂的联通孔结构以及较大的比表面积。然而，材料的腐蚀速率与比表面积并不成正比，这是因为随着孔隙率的增大，材料的孔径大小、孔径分布以及孔隙形状都随之变化。不同孔隙率大小的Ni₃Al金属间化合物多孔材料在碱溶液中均表现出较好的抗腐蚀性能。

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定向凝固藕状多孔Si的孔结构

杨倩倩,刘源,李言祥,张言

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3517-3523.

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采用定向凝固的方法，在一定的氢压条件下制备具有长孔结构的藕状多孔Si。通过调整凝固速率和氢气压力，铸锭的孔隙率、孔径和孔长度能够得到有效控制。实验结果表明：当其他条件不变时，铸锭的面孔隙率几乎不随凝固速率发生变化，但随着氢气压力的增加而逐渐降低。采用理论模型获得的不同氢压条件下制备出的铸锭体孔隙率预测结果与实验结果吻合较好。随着凝固速率和氢气压力的降低，铸锭的平均孔长度和孔径均逐渐增加，长径比则基本保持不变。通过将熔体的过热度从200 K提高到300 K，制备得到的试样其平均孔径增加约0.3 mm，平均孔长度从7 mm提高至24 mm，平均长径比则由8提高至20。

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添加Cu-Nd的Mg₂Ni型纳米晶和非晶合金的吸氢动力学性能

张羊换,许胜,翟亭亭,杨泰,袁泽明,赵栋梁

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3524-3533.

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采用快淬方法制备添加Cu及Nd元素的具有纳米晶和非晶结构的(Mg₂₄Ni₁₀Cu₂)_100-xNd_x (x=0, 5, 10, 15, 20)合金。用X射线衍射(XRD)和高分辨率投射电镜(HRTEM)分析铸态及快淬态合金的相组成及结构，并研究Nd含量和快淬速率对合金相结构及吸氢性能的影响。结果表明，快淬态无Nd合金为纳米晶结构，而含Nd的快淬态合金则为纳米晶和非晶结构，表明添加Nd促进了合金的非晶形成能力。添加Nd及快淬处理均显著地促进了合金的气态及电化学动力学性能。添加Nd及快淬处理加快了氢原子在合金体内的扩散速率，但是均降低了合金电极表面的电荷传递性能，从而使得合金的高倍率放电性能(HRD)随着Nd含量和快淬速率的增加先上升而后下降。

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AlF₃包覆锂离子电池正极材料Li_1.2(Mn_0.54Ni_0.16Co_0.08)O₂的制备、表征及电化学性能

李艳,刘开宇,吕美玉,魏来,钟剑剑

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3534-3540.

摘要 ( )

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采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料 Li_1.2(Mn_0.54Ni_0.16Co_0.08)O₂，并用AlF₃对这种材料进行表面包覆改性。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征材料的结构和形貌。结果表明，合成的Li_1.2(Mn_0.54Ni_0.16Co_0.08)O₂具有典型的层状α-NaFeO₂ 结构，AlF₃均匀包覆在Li_1.2(Mn_0.54Ni_0.16Co_0.08)O₂材料表面，包覆层厚度为5~7 nm。电化学测试表明，包覆AlF₃后材料的电化学性能得到提高，在1C倍率下，包覆的AlF₃材料的首次放电容量为208.2 mA？h/g，50次循环后容量保持率为72.4%，而未包覆AlF₃的材料的首次放电容量和容量保持率分别为191.7 mA？h/g和51.6%。

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制备温度对含氮碳材料电化学性能的影响

吴春,王先友,赵青蓝,高娇,白艳松,舒洪波

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3541-3550.

摘要 ( )

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以聚苯胺包覆活性碳微球复合电极材料作为前驱体并进行高温碳化得到新型含氮碳材料(NENCs)。通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱以及77 K温度下氮气吸脱附测试，研究碳化温度对NENCs形貌和结构的影响。将其组装成超级电容器在6 mol/L KOH电解液中进行了循环伏安、充放电、交流阻抗、循环寿命、漏电流以及自放电测试。结果表明：高温碳化得到的NENCs材料都具有很好的超级电容性能，尤其是碳化温度为600 °C时得到的材料，当电流密度为1 A/g时的放电比电容高达385 F/g且显示最低的等效串联电阻值；且2500次循环后容量保持率高达92.8%。

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添加剂对锌电极性能的影响

程锦,张正富,赵逸群,禹文龙,侯宏英

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3551-3555.

摘要 ( )

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为了改善镍锌电池的性能，同时研究电极中添加剂对锌电极性能的影响，选用正交设计对影响锌电极的4个因素(乙炔黑、Bi₂O₃、PbO、包覆La(OH)₃的Ca[Zn(OH)₃]₂·2H₂O)选择3个水平进行测试。对没有任何添加剂的氧化锌在20% KOH电解液中进行充放电循环实验，研究添加剂的作用。为了更好地解释锌电极放电容量衰减的原因，对正交实验的最差样品和最优样品放电产物所含的Zn和Ca的比例进行分析。通过表征，得出了在该实验条件下的电极添加剂的最优配比方案为：在5 g样品中，乙炔黑0.02 g，Bi₂O₃0.5 g，PbO 0.3 g，包覆La(OH)₃的Ca[Zn(OH)₃]₂·2H₂O) 0.2 g。

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超音速电弧喷射雾化制备AgNi15复合颗粒

谢建斌,温春明,秦国义,许思勇,郭锦新

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3556-3561.

摘要 ( )

可视化

采用超音速电弧喷射雾化法(UASA)制备高熔点、难互溶的AgNi15复合颗粒，采用筛分法测量复合颗粒粒度分布，使用SEM、EDS和XRD分析颗粒形貌、凝固组织结构和亚稳固溶扩展。结果表明：采用UASA制备的AgNi15复合颗粒具有球形度高和分散性好的特点，直径小于74和55 μm颗粒的质量分数分别为99.5%和98%。复合颗粒凝固组织结构为富镍相b(Ni)球形颗粒弥散分布在富银相a(Ag)基体中，而较大的b(Ni)颗粒中又弥散分布着a(Ag)颗粒。Ag和Ni相互实现了亚稳固溶扩展，在室温条件Ni在Ag中的固溶度在0.16%~0.3%之间(摩尔分数)。

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钛沉积工艺制备TiN/cBN和TiC/金钢石涂层颗粒

WalidM.DAOUSH,HeeS.PARK,SoonH.HONG

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3562-3570.

摘要 ( )

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用钛熔盐沉积及热处理工艺分别制备碳化钛涂覆的立方碳化硼颗粒(TiN/cBN)及碳化钛涂覆的金刚石颗粒(TiC/金刚石)。将cBN或金刚石颗粒分别与钛粉和KCl、NaCl和K₂TiF₆熔盐混合。将所得混合物在Ar气氛中加热至900 °C，然后在H₂气氛中于1000 °C进行热处理。采用扫描电镜、X射线衍射和聚焦离子束技术对所制得颗粒进行表征。结果表明：cBN和金刚石颗粒表面已覆盖了纳米钛层。对Ti/cBN和TiC/金刚石涂层颗粒进行热处理后，颗粒表面沉积的Ti层与cBN和金刚石颗粒发生了原位化学反应，分别转化为钛化合物TiN和TiC。

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La₂O₃/CeO₂颗粒尺寸对Ni-La₂O₃/CeO₂复合电镀层高温氧化性能的影响

孟君晟,吉泽升

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3571-3577.

摘要 ( )

可视化

通过向普通硫酸镍电镀液中添加一定含量的微米或纳米La₂O₃/CeO₂颗粒，采用复合电镀制备微米或纳米La₂O₃/CeO₂颗粒分布的Ni基复合镀层，并研究La₂O₃/CeO₂颗粒尺寸对Ni-La₂O₃/CeO₂复合镀层在1000 °C抗氧化性能的影响。结果表明：与普通Ni镀层相比，Ni-La₂O₃/CeO₂复合镀层中的La₂O₃/CeO₂颗粒通过溶解扩散进入氧化膜中，阻碍Ni的外扩散，从而降低氧化速度；此外，与La₂O₃/CeO₂纳米颗粒相比，La₂O₃/CeO₂微米颗粒在氧化初期还起到扩散障碍层的作用，对阻碍Ni的外扩散具有更强的作用。

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疏水性硼酸镧纳米棒的制备及其在菜籽油中的摩擦磨损性能

谷科城,陈波水,王雪梅,王九,方建华,吴江,黄立川

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3578-3584.

摘要 ( )

可视化

采用水热法合成油酸修饰的硼酸镧纳米棒(OA/LaBO₃·H₂O)，利用X射线衍射和扫描电镜等测试技术对其微观结构进行表征，并在四球摩擦试验机上考察其在菜籽油中的摩擦磨损性能。结果表明，所制备的OA/LaBO₃·H₂O为直径约50 nm、长达500 nm的疏水性纳米棒。OA/LaBO₃·H₂O能显著提高菜籽油的抗磨减摩性能；当OA/LaBO₃·H₂O的添加量为1%(质量分数)时，菜籽油的抗磨减摩性能最佳。

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AuCu₃-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图

谢佑卿,李小波,刘心笔,聂耀庄,彭红建

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3585-3610.

摘要 ( )

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以AuCu₃-亚格子系统为例，介绍3项发现：第一，迄今阻碍金属材料科学进步的第三大障碍是研究者们习惯用平衡均匀转变的思维方式认识温度极其缓慢变化的合金相变实验现象，然后以实验现象的错误认识为选择信息，建立Gibbs能函数和所谓的“平衡相图”；第二，AuCu₃-型亚格子系统的平衡全息网络相图可用来描述与成分和温度有关的合金基因排列结构和各种热力学性质的系统相关性；第三，每个合金的平衡转变都是均匀的单相转变，不是非均匀的双相转变，存在一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线，相界线顶点成分和温度远偏离AuCu₃化合物临界点的计量成分和温度。

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铝合金车门防撞梁热冲压成形缺陷

周靖,王宝雨,林建国,傅垒,马闻宇

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3611-3620.

摘要 ( )

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通过试验和数值仿真研究生产车门防撞梁中经常出现的减薄、破裂、起皱和回弹成形等缺陷。建立了适用于350~500 °C的本构模型，并用于铝合金热冲压数值仿真。进行冲压试验和数值模拟以弄清成形缺陷的量化规律并分析工艺参数对成形缺陷的影响。研究结果表明：铝合金热冲压中破裂现象得到改善，回弹基本消除。增大压边力可减轻起皱的程度，但压边力超过15 kN将导致工件最大拉深处破裂。在压边力为3~5 kN，冲压速度为50~200 mm/s及有润滑的条件下，可以避免成形缺陷的产生。

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扩展组合模连续铸挤铝管材的挤压力分析

曹富荣,温景林,丁桦,王昭东,于传平,夏飞

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3621-3631.

摘要 ( )

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为了确定管材扩展组合模连续铸挤过程的变形力，将金属扩展组合模的模腔划分为导流区、扩展区、分流区、焊合区和定径区，分析各区金属的受力状态；用切块法建立各区应力计算公式。将金属连续铸挤型腔划分为液相区与半固态区、固态初始夹紧区和固态夹紧区，建立管材连续铸挤挤压力计算公式。在自行设计的连续铸挤机上进行铝管扩展组合模连续铸挤实验并测量其挤压力，获得的径向挤压力实验结果与理论计算结果吻合。

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ZL205A铝合金线状偏析的形成机理及判据

王晔,吴士平,薛祥,陈瑞润,张建兵,肖文峰

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3632-3638.

摘要 ( )

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采用实验和数值模拟方法，对ZL205A铝合金筒形壳体铸件在低压铸造时出现的线状偏析的形成机理及预测模型进行研究。利用数值模拟技术对该铸件在凝固期间的传热进行分析，通过大量实际低压铸造获得ZL205A合金铸件中产生的线状偏析信息、铸件低压铸造过程的温度场以及线状偏析形成部位凝固参数的变化规律，提出了ZL205A合金低压铸造过程线状偏析的形成机理和判据。研究表明，ZL205A合金铸件的线状偏析是由于铸件在凝固后期，浇注系统尚能进行补缩，此时铸件局部形成热裂，高浓度的溶质在补缩压力的作用下对该热裂填充而最终在该部位形成线状偏析。根据分析得出形成机理，得到消除线状偏析的工艺控制方法。采用线状偏析判据对其它铸件的线状偏析进行模拟预测，预测结果与实际浇注结果的对比表明，该判据能够较为准确地预测ZL205A合金筒形壳体铸件的线状偏析位置。

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相场法对比模拟二元合金等温/非等温凝固过程

肖荣振,安国升,朱昶胜,王智平,杨世银

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3639-3644.

摘要 ( )

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基于熵函数建立二元合金的二维相场模型，采用基于均匀网格的有限差分法求解相场和溶质场控制方程；为了避免时间步长的限定，采用交替隐式差分法(ADI)求解温度场控制方程。对Ni-Cu合金非等温凝固过程的部分特征进行模拟研究，对比分析二元合金等温/非等温凝固过程。模拟结果表明：非等温模型更能有效地模拟二元合金的实际凝固过程，并且随着热扩散系数的减小，非等温相场模型逐渐向等温相场模型回归。

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γ-TiAl中á110？倾斜晶界断裂行为的分子动力学模拟

赵文娟,徐东生,赵敬伟,王皞

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3645-3651.

摘要 ( )

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采用分子动力学(MD)方法研究γ-TiAl合金中á110？对称倾斜界面的断裂行为，模拟在不同温度与应变速率下垂直界面方向的拉伸变形。结果表明：晶粒的相对取向及晶界特定的原子结构是影响位错形核临界应力的两个主要因素。取向差角度大于90°的 Σ3 (111) 109.5°、Σ9 (221) 141.1° 和 Σ27 (552) 148.4° 界面，位错在晶界处形核和扩展；取向差角度小于90°的 Σ27 (115) 31.6° 和 Σ11 (113) 50.5°界面，无位错在晶界处形核，当应力达到峰值后界面直接断裂。γ-TiAl 双晶的断裂机制为微裂纹在界面处的形核及沿界面扩展；不同取向差界面的区别在于裂纹前端有无塑性区增韧。

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广西大厂矿区锡矿床成矿物质来源: 铅同位素证据

成永生,彭程,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3652-3659.

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为了揭示广西大厂锡多金属矿床的成矿物质来源，利用黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿以及方铅矿等金属硫化物单矿物，开展铅同位素分析与研究。根据经典铅同位素判别模型，探讨矿质来源及其特点。结果表明，铅同位素比值²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为17.478~18.638、15.440~15.858和37.556~39.501。根据Zartman铅构造模式，矿石铅含有上地壳成分；然而，并非所有的铅都由花岗岩提供，还存在其他的铅来源形式。显然，该矿床属于壳-幔联合作用的产物，原岩与岛弧物质具有一定的相似性；而且上地壳和下地壳中的远源可能与俯冲岛弧或洋壳有关。幔源物质在源区发挥着重要作用；同时，基于铅同位素三维拓扑投影向量，矿石铅主要集中于A区域，表明其具有扬子铅同位素省的特征，也暗示了可能与扬子板块具有一定的亲缘关系。

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套孔应力解除法测量断层区域地应力

黄明清,吴爱祥,王贻明,韩斌

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3660-3665.

摘要 ( )

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为了减小断层区域地应力分布对采矿安全性的影响，采用套孔应力解除法及UPM40三轴应变地应力测量系统开展断层区域3处9点的地应力现场测量。结果表明，尽管岩石内部孔裂隙较发育，从岩芯围压-应力曲线仍可看出3处测量点岩石表现出较好的线弹性。断层区域的水平及垂直应力分量在不同方向上存在明显差异，最大侧压系数高达6.15，最大主应力为8.01~14.93 MPa，应力方向为N78.07°W~N17.55°W。断层区域地应力以水平构造应力为主，由于断层及其破碎带的应力释放，其数值比类似地质区域的应力值低。此外，断层及其区域剪切力部分导致了矿体的非对称延伸及西南向偏移。

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矿井安全的短期预警及完备性监测算法

王坚,谭兴龙,韩厚增,T.B.AFENI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3666-3673.

摘要 ( )

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提出一种新的矿井安全短期预警及完备性监测模型。通过Kalman滤波提取真实GPS动态变形信息，并构建双边累积和检验统计量，建立短期预警模型，进而提高预警系统的可靠性。通过分析预警模型的可得性(最小预警变形)、误警率(平均运行长度)及漏警率(预警延迟)与预警参数之间的关系，给出预警参数的选取方法。变形试验平台模拟实验表明，预警模型能够有效用于陡坡变形预警。山西马兰矿矿井实测变形数据研究表明：本预警算法能够有效地探测微小变形及变形发生的时刻，在给定预警参数(最小预警灾害变形为15 mm，平均运行长度为1000)的条件下，本算法探测出相邻两天的变形发生时刻分别为第705历元(705 s)和517历元(517 s)。

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基于整形多卡尔曼滤波模型的GPS实时变形分析

李丽华,彭军还

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3674-3681.

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提出的整形多卡尔曼滤波模型可进行形变的实时检测并提高其可靠性。多卡尔曼滤波模型的扩展主要针对GNSS时间形变序列含有有色噪声的情况，而多卡尔曼滤波模型只能应用于白噪声的情况下，故采用整形滤波扩展多卡尔曼滤波模型去除有色噪声的影响。提出的模型可以提高结果的精度且实时进行变形监测，可用于灾害预警系统。通过对比该模型与其他模型(卡尔曼滤波模型，整形卡尔曼滤波模型，多卡尔曼滤波模型)发现，所改进的模型在检测形变的实时性和可靠性方面优于其他模型。

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粒度大小和颗粒间相互作用对白钨矿浮选的影响

印万忠,王纪镇

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3682-3687.

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通过浮选试验和理论计算研究白钨矿粒度分布(粒径小于10 μm的微细粒含量)对浮选的影响。结果表明，颗粒粒径对白钨矿浮选回收率以及组合药剂性能都有影响；扩展的DLVO(EDLVO)理论证明白钨矿颗粒之间存在相互吸引力。颗粒之间的相互作用能、流体剪切力大小都与颗粒粒径有关，这是小于10 μm粒级白钨矿对粗粒级白钨矿回收率的影响随着粗粒级粒度的改变而发生变化的主要原因。以组合药剂为捕收剂时，白钨矿的最高回收率和组合药剂的最佳配比与颗粒粒度以及药剂性能有关，而组合药剂的最佳添加顺序与颗粒粒度无关，只与药剂性能有关。

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多金属硫化精矿中铜、锌和铁的生物浸出

VesnaT.CONI？,MirjanaM.RAJ？I？VUJASINOVI？,VlastimirK.TRUJI？,VladimirB.CVETKOVSKI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3688-3695.

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利用嗜温混合菌Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans和 Leptospirillum ferrooxidans对低品位复杂Cu-Zn-Pb-Fe-Ag-Au硫化精矿在曝气生物浸出反应器中进行生物浸出。该菌种为从塞尔维亚Bor地下铜矿的酸性溶液中筛选出一种嗜热嗜酸菌。营养液为pH 1.6的9K营养液。87%的矿物粒度大于10 μm，矿浆密度为8%(w/v)。在测试条件下，锌、铜和铁的浸出率分别达到89%、83%和68%。动力学分析表明，浸出过程与Spencer-Topley模型相符，受局部反应扩散控制。

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RE₂O₃-MgO-SiO₂(RE=La, Nd, Sm, Gd和Y)熔体表面张力的计算模型

吴铖川,成国光

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3696-3701.

摘要 ( )

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基于熔体组元离子半径和Butler方程，建立RE₂O₃-MgO-SiO₂(RE=La，Nd，Sm，Gd和Y)熔体表面张力热力学计算模型。本模型利用纯组元的表面张力和摩尔体积以及熔体中各组元阳离子和阴离子半径可以获得E₂O₃-MgO-SiO₂熔体表面张力随熔渣成分和温度的变化规律。计算1873 K La₂O₃-MgO-SiO₂熔体等表面张力线并研究熔体成分对表面张力的影响。1873 K的纯组元La₂O₃，Gd₂O₃，Nd₂O₃和Y₂O₃的表面张力通过本模型计算分别为686、677、664和541 mN/m。除了Y₂O₃外，纯稀土氧化物的表面张力随其阳离子磁场强度增加而呈线性减小，而Y₂O₃的表面张力相对减小更多。表面张力的计算结果与文献数据一致，1873 K本模型平均偏差为1.05%。

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硫杂质对焦反应性的影响及其机理

肖劲,邓松云,仲奇凡,叶绍龙

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3702-3709.

摘要 ( )

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采用以低杂质沥青焦模拟石油焦和外掺杂的方式，研究硫杂质元素对焦反应性的影响，并通过XRD、SEM和EDS等检测手段探讨其作用机理。结果表明：在无其他杂质元素干扰的情况下，硫实际上是一种对焦的空气和CO₂反应性都具有明显催化性的杂质元素。其催化作用可能是通过在焦的空气和CO₂反应过程中分别引发有机硫→H₂S→SO₂→COS和单质硫(S_x)→SO₂和有机硫→H₂S→COS→S_x→C₂S→COS两组可部分循环并具有增加碳耗和增大焦比表面积作用的反应体系来实现的。

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CO 还原Fe₂O₃-NiO复合物形成Fe-Ni合金的非等温还原动力学

李博,魏永刚,王华

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3710-3715.

摘要 ( )

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研究采用CO还原不同比例Fe₂O₃-NiO复合物的非等温还原动力学及机理。结果表明：随着NiO含量的增加，样品的还原程度不断提高，NiO的存在提高氧化铁还原率。在还原开始阶段，NiO优先被还原，Ni作为催化剂可以提高氧化铁的还原率。NiO含量的增加促进镍铁相(FeNi₃)的增加，但导致铁纹石相(Fe,Ni)和镍纹石相(Fe,Ni)的减少。金属镍、金属铁及镍铁合金的形成导致微观颗粒具有均匀性。在还原初始阶段，气体产物中CO浓度大于CO₂浓度，然后逐渐减小，当温度在400~500 °C内，Fe₂O₃-NiO复合物的还原速率达到最大值，成核长大模型可以揭示还原机理。在温度低于1000 °C的条件下，成核长大过程是还原反应速率的限制环节。

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锰铁合金渣浸出液制备电子级硫酸锰

闫升,邱运仁

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3716-3721.

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以锰铁合金渣为原料，经研磨、硫酸浸出后，采用中和-水解、氟化沉淀、硫化沉淀和重结晶法去除浸出液中的铁、铝、钙、镁和重金属以及钠、钾等离子以制备电子级硫酸锰。研究反应pH、反应温度和不同添加剂的用量对硫酸锰产品中杂质含量的影响，并得到了较优的温度、pH、沉淀剂的用量等工艺条件。结果表明：在较优工艺条件下，所制备的碳酸锰中，Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺杂质离子的含量小于0.005 %，Fe³⁺、Al³⁺和重金属离子的含量小于0.001%，Mn²⁺的含量大于32%，硫酸锰产品的质量满足锂离子电池正极材料的要求。

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NMP/ DMF对溶剂热法合成[Zn₄O(BDC)₃]₈的影响及框架-溶剂相互作用机制

吴争平,王明雪,周丽姣,尹周澜,谈进,张锦玲,陈启元,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3722-3731.

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为探究溶剂对合成有机金属框架化合物的影响机制，采用实验和DFT理论计算相结合的方法，研究溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)对溶剂热法合成有机金属框架材料[Zn₄O(BDC)₃]₈的影响及溶剂与框架间的微观作用机制。粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明，NMP在[Zn₄O(BDC)₃]₈孔道中的吸附力较DMF的弱，NMP分子更容易从框架中脱除；热重(TG)和热重-红外联用(TGA/FT-IR)结果表明，以DMF为溶剂合成的[Zn₄O(BDC)₃]₈的热分解温度和热稳定性较高；氮气等温吸附实验(BET)发现，以NMP为溶剂合成的[Zn₄O(BDC)₃]₈的气体吸附性能更强，兰缪尔比表面积高于用DMF合成的[Zn₄O(BDC)₃]₈。调控介电常数设定溶剂分别为NMP和DMF，用COSMO溶剂化方法对溶剂分子与框架化合物基本结构单元Zn₄O(BDC)₃间相互作用模型进行几何优化计算，发现溶剂设定为NMP时Zn₄O(BDC)₃优化结构的总能量较溶剂设定为DMF时的高8.6405 kJ/mol，这说明DMF分子与Zn₄O(BDC)₃间的结合力强于NMP分子的，溶剂化作用降低了Zn与O间的离子性；用DMol3在GGA-BLYP/ DN 水平计算了DMF、NMP或DEF溶剂分子在[Zn₄O(BDC)₃]₈晶体孔道中的相互作用，与DMF相比，NMP在孔道中能量状态稳定性较差，在能量状态角度上NMP应最容易从框架材料孔道中脱除。研究结果说明NMP更有利于合成性质良好的[Zn₄O(BDC)₃]₈，与DMF相比NMP与框架结构基元间的作用力较弱。

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还原剂与表面活性剂的覆盖效应在纳米片状银合成中的作用

延阳,陈科斌,李浩然,洪炜,胡晓斌,徐洲

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3732-3738.

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研究还原剂与表面活性剂对于片状银形成的影响，考虑了两种弱还原剂：柠檬酸三钠、酒石酸钾，以及3种常用表面活性剂：聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、阿拉伯胶的影响。结果表明，以上弱还原剂与表面活性剂均具有可以与纳米银(111)面紧密结合的活性基团，从而产生覆盖效应阻止该晶面生长，最终达到形成片状银的目的。结果还显示，卤素离子的熟化作用在片状银生长过程中也存在一定的影响。

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表面活性剂对超细镍粉分散性及形貌的影响

黄国勇,徐盛明,李林艳,王学军

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(11): 3739-3746.

摘要 ( )

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采用液相化学还原法制备超细镍粉时，颗粒容易团聚，需加入合适且适量的表面活性剂进行改进。通过SEM、XRD、激光粒度分析仪等表征手段，考察表面活性剂种类及用量对超细镍粉分散性的影响，并研究表面活性剂相对分子质量大小对颗粒形貌的影响。结果表明：非离子型表面活性剂PEG-600和吐温(Tween-40)能明显地改善超细镍粉的团聚现象，且其相对镍理论产量的最佳用量分别为100 mg/g和150 mg/g；并发现随着Tween相对分子质量的增大，镍粉颗粒由光滑的球形变成不规则形状。

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2014年, 第24卷, 第11期　刊出日期：2014-11-25

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