中国有色金属学报（英文版）

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刘正,张斯博,毛萍莉,王峰

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 907-914.

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通过Clyne-Davies模型对MgZn_2.5Y_xZr_0.5(x=0.5, 1, 2, 4, 6)系合金的热裂敏感性进行预测；采用X射线衍射和扫描电子显微镜分别对MgZn_2.5Y_xZr_0.5系合金进行显微组织和热裂区域组织形貌观察，并用自制的“T”形热裂模具，通过A/D转换，用计算机对MgZn_2.5Y_xZr_0.5系合金凝固过程中的温度、收缩应力信号数据进行采集和进一步的处理，并描绘其曲线。研究MgZn_2.5Y_xZr_0.5合金的凝固温度区间、脆弱区域的凝固温度变化、凝固最后阶段剩余液相分数以及合金中第二相种类等因素对MgZn_2.5Y_xZr_0.5系合金热裂倾向的影响：合金热裂倾向从大到小顺序为MgZn_2.5Y₂Zr_0.5，MgZn_2.5Y_0.5Zr_0.5，MgZn_2.5Y₄Zr_0.5，MgZn_2.5Y₆Zr_0.5，MgZn_2.5Y₁Zr_0.5。由于MgZn_2.5Y₂Zr_0.5合金的凝固温度区间最宽，脆弱区域的凝固温度变化最大，凝固最后阶段形成的液膜最少，枝晶干涉点后析出的第二相阻碍枝晶间的补缩等多种原因而造成合金的热裂倾向最大。

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时效消除AZ80镁合金的屈服不对称性

刘冉,尹德良,王经涛

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 915-921.

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AZ80镁合金在380 °C挤压之后，分别在170 °C和310 °C下进行不同时间的时效，以比较析出相的形貌和结构对镁合金屈服不对称性的影响。对沿挤压方向切取的样品在室温下进行单轴拉伸及压缩实验。结果发现，时效样品的拉压屈服不对称显然比未时效挤压样品的弱很多，这是因为时效样品中的孪生发生远少于挤压样品中的。此现象可以通过时效样品中孪生的临界剪切力增量比基面滑移的增量大，而其取向因子却减小使得其发生更困难来证实。镁合金中的拉压屈服不对称性可以通过增加析出相分数来减弱甚至消除。实验结果显示，当合金内析出相分数达到饱和后，拉压不对称性消失。

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浇铸温度与模具温度对AZ91D和 Mg-3Nd-0.2Zn-Zr镁合金热裂性能的影响

黄皓,付彭怀,王迎新,彭立明,蒋海燕

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 922-929.

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研究了浇铸温度和模具温度两个温度参数在重力金属型铸造中对商业AZ91D和新型Mg-3Nd-0.2Zn-Zr (质量分数，%；NZ30K)镁合金热裂性能的影响。结果表明，模具温度对合金热裂性能的影响比浇铸温度的更显著，后者的影响仅在模具温度较低时(AZ91D在341 K，NZ30K在423 K)有所显现。与只包含补缩参数的热裂模型相比，同时包含补缩参数、晶粒尺寸和合金凝固区间的热裂模型更能够准确地评价不同镁合金的热裂性能。为了获得较好的热裂抗力，建议AZ91D合金的浇铸温度为961~991 K，模具温度≥641 K；NZ30K合金的浇铸温度为1003~1033 K，模具温度≥623 K。

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ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显微组织

吴远志,严红革,朱素琴,陈吉华,刘安民,刘先兰

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 930-939.

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在250~400 °C的温度范围和0.1-50 s^-1的应变速率范围内对ZK60合金进行压缩变形，对其流变行为和显微组织进行研究。结果表明，在低应变速率(0.1~1 s^-1)下压缩变形时，再结晶主要发生在初始晶界上；在高应变速率(10~50 s^-1)下压缩变形时，再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生。合金在应变速率10~50 s^-1和温度250~350 °C的变形条件下获得均匀、细小的再结晶组织。因此，合金的最佳热加工工艺范围为应变速率10~50 s^-1、变形温度250~350 °C。高应变速率压缩变形条件下的孪生诱发动态再结晶过程分三步，首先，高位错密度孪晶分割初始晶粒；然后，孪晶内的位错发生重排形成亚晶；最后，随着应变的增加而形成再结晶晶粒。

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Al-0.66Mg-0.85Si合金均匀化过程中的组织演变

闫丽珍,张永安,李锡武,李志辉,王锋,刘红伟,熊柏青

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 939-945.

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采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热法研究Al-0.66Mg-0.85Si合金在均匀化过程中的组织演变。合金铸态组织呈典型的枝晶形貌，存在α(Al)、Al₁₅(FeMn)₃Si₂、Mg₂Si,、Q(Al_1.9CuMg_4.1Si_3.3)和Si相。铸态组织中存在2种不同晶体结构的Mg₂Si相，一种是在铸造过程中形成的，另一种是在铸造完成后的空冷过程中形成的。经过545 °C、20 h均匀化处理之后，组织中的Q、Mg₂Si和Si相已完全溶入基体，残留的第二相主要是Al₁₅(FeMn)₃Si₂相。Al₁₅(FeMn)₃Si₂相的尺寸减小、球化并且在晶界上断续分布。在铸态和均匀化热处理状态中，均未发现含Zn相。

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细化变质处理对铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能和组织的影响

刘光磊,司乃潮,孙少纯,吴勤方

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 946-953.

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研究了单一和复合Al-5Ti-B、RE和Al-10Sr细化变质剂对砂型铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能、显微组织、细化变质效果及其金属间化合物变化的影响。结果表明：与单一细化变质处理以及铸态相比，经过添加质量分数为0.8%的Al-5Ti-B、0.1%的RE和0.1%的Al-10Sr细化变质剂复合细化变质处理后铸造Al-7.5Si-4Cu合金的力学性能和显微组织都得到了显著改善。对于单一细化变质处理，加入0.8%的Al-5Ti-B中间合金后，合金的抗拉强度和布氏硬度得到大幅度提高，并且细化了α(Al)相。加入0.1%的RE中间合金后，合金的伸长率得到了最大程度的提高。这是因为RE的加入使铝合金熔液而得到净化，同时改变了金属间化合物的形状。而加入0.1%的Al-10Sr变质剂后，合金的屈服强度得到改善，但其他性能的改善有限。Al-10Sr变质剂对共晶硅具有较强的变质作用，但使得铝合金熔体含气量增加并形成严重的柱状晶组织。利用硅相的平均面积和长宽比描述细化变质效果得到的结论与力学性能和组织分析的结果相同。

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蛇形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料

朱文志,毛卫民,涂琴

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 954-960.

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采用蛇形通道浇注技术制备半固态7075 铝合金浆料，研究浇注温度和弯道数量对半固态7075铝合金浆料微观组织的影响。结果表明：当浇注温度为680~700 °C时，可以制备出质量较好的半固态7075铝合金浆料；在相同浇注温度条件下，随着弯道数量的增加，初生α(Al)的平均晶粒尺寸减小，形状因子提高。在浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中，合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向，具有类似“搅拌”的功能，使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。

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半固态铸造A356铝合金冷却斜槽工艺参数的建模与优化

HamedKHOSRAVI,RezaESLAMI-FARSANI,MohsenASKARI-PAYKANI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 961-968.

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使用冷却斜槽工艺加工半固态A356铝合金。运用D-实验优化设计(DODE)设计实验并分析实验结果。采用软件抽取38个随机实验。冷却斜板长度为100、300、500 mm，斜板的斜角为30°、45°、60°，浇铸温度为660、680和700 °C。将半固态铝合金浇铸到铜质冷却斜板上，然后倾入到钢模中成型。铸造完成之后，在温度590 °C下，对部分样品进行5、8、12 min重熔处理。研究这些因素对初生α(Al)晶体圆整度的影响，并使用DODE进行参数优化处理。结果表明，传统铸造A356合金的初生α(Al)相为枝晶，而冷却斜槽铸造的为非枝晶。重熔后再经过冷却斜槽处理的样品呈现出球状结构。最优的浇铸温度、冷却板长度、斜角和保温时间分别为660 °C、360 mm、48°和9 min。在最优条件下，得到初生晶体的圆整度为0.91。所建立的模型的相关系数为0.9860。

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激光冲击强化对紧固孔疲劳寿命的影响

张兴权,陈六三,余晓流,左立生,周煜

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 969-974.

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研究激光冲击对航空铝合金LY12CZ紧固孔疲劳特性的影响，孔的直径为d3 mm。利用X射线衍射法测量残余应力，对试件进行疲劳断裂实验，并用扫描电子显微镜(SEM)观察试件疲劳断口的微观特征。结果表明：激光冲击会在紧固孔端面形成残余压应力，冲击试件的疲劳寿命是未冲击的3.5倍。通过断口的观察和比较发现，冲击后试件的疲劳裂纹源于次表层，而不是源于试件表层，冲击后疲劳断口快速扩展区的疲劳条纹间距比未冲击试件疲劳断口快速扩展区的疲劳条纹间距要小。另外，在冲击试件断裂区的韧窝明显比未冲击的要大，这与冲击时材料内发生塑性变形有关。

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纯铝搅拌摩擦加工后微观组织及硬度的演化规律

甘文英,周正,张航,彭涛

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 975-981.

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研究轧制态纯铝经搅拌摩擦加工后的微观组织、织构及硬度。采用EBSD技术表征横截面的微观组织及织构。结果表明：焊合区晶粒呈等轴的完全再结晶状。基材主要包含的织构组分有R、S及黄铜R，同时含有少量的铜型织构。在焊合区中心，主要的织构组分是平行于ND指向RD 70°方向的(111)，这一区域的织构绕着ND顺时针旋转30°和逆时针旋转60°分别得到回退侧和前进侧距离此区域3 mm的织构。

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Si含量对Si/Al复合材料组织及性能的影响

翟蔚宸,张朝晖,王富耻,神祥博,李树奎,王鲁,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 982-988.

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采用放电等离子烧结(SPS)技术制备不同Si含量的电子封装用Si/Al复合材料，测试复合材料的性能，包括密度、热导率、热膨胀系数及弯曲强度；进行成分及断口分析，研究Si含量对Si/Al复合材料微观组织及热、力学性能的影响规律。结果表明：Si/Al复合材料由Si、Al组成，Al均匀分布于Si晶粒之间；随着Si含量的降低，Si/Al复合材料的相对密度不断增大，当Si含量为50%(体积分数)时，复合材料的相对密度达到98.0%；复合材料的热导率、热膨胀系数及弯曲强度均随着Si含量的增加而减小，当Si含量为60%(体积分数)时，复合材料具有最佳的热导率、热膨胀系数及强度匹配。

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铝合金/镀锌钢板Nd:YAG激光+MIG电弧复合热源熔-钎焊接头的组织与性能

秦国梁,苏玉虎,王术军

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 989-995.

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基于铝合金和镀锌钢在熔点上的差异，以ER4043(AlSi5)为填充材料，采用大光斑Nd:YAG激光+MIG电弧复合热源焊接工艺实现两者的熔-钎焊接，研究熔钎焊接头组织和性能。铝合金/镀锌钢板熔钎焊接头分为熔焊接头和钎焊缝两部分，熔焊缝组织由α(Al)等轴晶和晶界上短棒状的Al-Si共晶组织组成，焊趾处的富锌区为α-Al-Zn 固溶体和Al-Zn 共晶组织。钎焊缝为Fe-Al金属间化合物层，厚度为2~4 μm，金属间化合物包括FeAl₂、Fe₂Al₅ 和 Fe₄Al₁₃，其中FeAl₂和Fe₂Al₅位于近钢侧的紧密层，而Fe₄Al₁₃则呈舌状或锯齿状向熔焊缝内生长。接头抗拉强度随着焊接电流和激光功率的增大呈先增大后减小的趋势，最高可达247.3 MPa。拉伸断裂位置一般位于熔焊缝的熔合区，为以韧性断裂为主的混合断裂。接头内硬度的最大值位于钎焊缝处，然后分别沿着两侧钢板和铝合金熔焊缝逐步降低。

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瞬时液相异种连接FSX-414/MBF80/IN738体系的固/液界面位置的预测

B. ABBASI KHAZAEI, G. ASGHARI, R. BAKHTIARI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 996-1003.

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采用有限元差分法模拟FSX-414/MBF80/IN738体系异种瞬时液相(TLP)连接的等温凝固过程。将TLP连接模型分为2部分，并运用一个移动的液/固界面模型来研究他们。使用扩散方程对每部分接头进行预测，直到等温凝固过程结束；分别预测了这2部分的等温凝固完成时间、浓度分布曲线和固/液界面位置，认为这2部分固/液界面的交点是等温凝固的终点。为了获得一些必要的扩散数据，在不同温度、时间和真空条件下进行FSX-414/MBF80/ IN738体系的瞬时液相连接实验。结果表明，实验结果与预测结果一致。

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转速对6061-T6铝合金搅拌摩擦搭接焊接头力学性能的影响

FirouzFADAEIFARD,KhamirulAminMATORI,MeysamTOOZANDEHJANI,AbdulRazakDAUD,MohdKhairolAnuarMohdARIFFIN,NorinsanKamilOTHMAN,FarhadGHARAVI,AbdulHadiRAMZANI,FarhadOSTOVAN

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1004-1011.

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采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)，研究转速对厚度为5 mm的6061-T6铝合金搅拌摩擦搭接焊接头的宏观和微观组织、硬度、搭接头剪切性能和失效模式的影响。结果表明：在最低的转速度下，上模板和下模板具有十分相似的硬度分布。采用EDX分析发现，焊核区的断裂面中含有Fe的化合物。

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脉冲电流对Ti-6Al-4V冷拉拔变形行为的影响

周岩,陈国清,付雪松,周文龙

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1012-1021.

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利用电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)研究在脉冲电流作用下Ti-6Al-4V钛合金冷拉拔变形后组织及织构的演变。研究结果表明：施加脉冲电流可以促进非有利滑移取向的晶粒发生变形，从而使Ti-6Al-4V钛合金各晶粒之间的变形更为协调。常规拉拔和电塑性拉拔的丝材织构对比显示，脉冲电流促进钛合金柱面áa？滑移，抑制锥面ác+a？滑移，通过晶界滑移协调c方向应变。电塑性拉拔钛合金的小角度晶界比例降低，说明脉冲电流抑制了变形诱发伴生位错晶界和几何必须晶界的形成。

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AISI 316不锈钢和Ti6Al4V合金在海水环境中的腐蚀与腐蚀磨损行为

陈君,张清,李全安,付三玲,王建章

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1022-1031.

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采用立式万能销盘腐蚀磨损试验机研究AISI 316不锈钢和Ti6Al4V合金在海水中与Al₂O₃ 陶瓷对磨时的腐蚀与腐蚀磨损行为，重点讨论腐蚀磨损之间的交互作用。结果表明，摩擦作用使得Ti6Al4V合金和316不锈钢的开路电位大幅下降，腐蚀磨损过程中的电流密度远高于静态腐蚀时的电流密度，摩擦明显促进了合金的腐蚀。两种合金在海水中的磨损量远大于在纯水中的磨损量，腐蚀促进了磨损，并且Ti6Al4V合金的耐磨性优于316不锈钢的耐磨性，腐蚀磨损之间的交互作用是材料损失的一个重要因素。本实验所用的摩擦装置为单向滑动的面面接触方式，这使得摩擦对腐蚀的促进作用在总磨损量中所占的比例很小。

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具有双层结构的电子封装用可激光焊接Si_p-SiC_p/Al混杂复合材料

朱梦剑,李顺,赵恂,熊德赣

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1032-1038.

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结合预制件一次性模压成型和真空气压浸渗技术制备具有双层结构的高体积分数(60%~65%)、可激光焊接Si_p-SiC_p/Al 混杂复合材料。该复合材料的组织结构均匀、致密，增强相颗粒均匀地分布在复合材料中，Si_p/Al-SiC_p/Al界面均匀、连续、结合紧密。性能测试表明，Si_p-SiC_p/Al 混杂复合材料具有密度低(2.96 g/cm³)、热导率高(194 W/(m×K))、热膨胀系数小(7.0×10^-6K^-1)、气密性好 (1.0×10^-3(Pa×cm³)/s)等优异特性。焊接试验表明，Si_p-SiC_p/Al 混杂复合材料具有良好的激光焊接特性，其焊缝平整、致密，微观组织均匀，没有生成明显的气孔和脆性相Al₄C₃。同时，Si_p-SiC_p/Al混杂复合材料激光封焊后优异的气密性(4.8×10^-2(Pa×cm³)/s)能够满足现代电子封装行业对气密性的严格要求。

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液固分离法近净成形SiC_p/Al电子封装壳体的组织和性能

郭明海,刘俊友,李艳霞

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1039-1045.

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采用液固分离工艺制备高SiC体积分数Al基电子封装壳体(54%SiC，体积分数)，借助光学显微镜和扫描电镜分析壳体复合材料中SiC的形态分布及其断口形貌，并测定其物理性能和力学性能。结果表明：SiC_p/Al壳体复合材料中Al基体相互连接构成网状，SiC颗粒均匀镶嵌分布于Al基体中。复合材料的密度为2.93 g/cm³，致密度为98.7%，热导率为175 W/(m·K)，热膨胀系数为10.3×10^-6K^-1(25~400 °C)，抗压强度为496 MPa，抗弯强度为404.5 MPa。复合材料的主要断裂方式为SiC颗粒的脆性断裂同时伴随着Al基体的韧性断裂，其热导率高于Si/Al合金的，热膨胀系数与芯片材料的相匹配。

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轧制和退火对Cu-Mg-Te-Y合金组织和性能的影响

陈亮,韩建宁,周秉文,薛彦燕,贾非,张兴国

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1046-1052.

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研究Cu-Mg-Te-Y合金在铸态、热轧态、冷轧态的组织和元素分布；讨论不同退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金组织的改变；分析轧制和退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金性能的影响。结果表明，不同的轧制工艺获得的合金组织与铸态合金组织相比差别明显，轧制后合金中Mg元素分布比铸态合金的更加均匀，Cu-Mg-Te-Y合金热轧后Cu₂Te相被挤碎，尺寸变小，分布更加弥散，继续冷轧后Cu₂Te相则被拉长、压扁，呈细条状。冷轧后的Cu-Mg-Te-Y合金在390 °C以下退火1 h，组织变化不明显，在550 °C退火1 h后，冷变形产生的纤维状组织发生完全回复再结晶，加工硬化效果消失，抗拉强度大幅度下降，导电率上升。退火温度在360~390 °C范围内，Cu-Mg-Te-Y合金可以获得较好的力学性能。

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Co掺杂对Ni-Mn-Sn铁磁形状记忆合金磁性质的影响

曹伽牧,谭昌龙,田晓华,李钦赐,郭二军,王丽萍,曹一江

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1053-1057.

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采用第一性原理计算揭示了Co掺杂对Ni-Mn-Sn形状记忆合金磁性质的影响。结果表明，掺杂Co使Ni-Mn-Sn合金中两相饱和磁化强度差增大的原因在于其奥氏体的Mn-Mn磁交换作用由反铁磁性转变为铁磁性。奥氏体的顺磁态与铁磁态的能量差对Ni-Co-Mn-Sn的磁转变有重要影响。此外，Co掺杂对磁性的影响与Mn 3d态的改变有关。

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医用镁合金丝材的微弧氧化表面改性

储成林,韩啸,白晶,薛烽,朱剑豪

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1058-1064.

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在硅酸盐-磷酸盐复合电解质中添加羟基磷灰石纳米粉体和氢氧化钠进行改性处理，然后采用该电解质对医用镁合金丝材进行微弧氧化处理。研究电解质中氢氧化钠含量对镁合金丝材表面陶瓷涂层微观组织结构和性能的影响。结果表明：对电解质改性后，镁合金丝材的微弧氧化起弧电压大降低且氧化速度更快。镁合金丝材在添加2 g/L氢氧化钠的电解质中进行微弧氧化处理后的耐腐蚀性能改善幅度显著。在模拟体液的早期浸泡过程中，微弧氧化处理过的镁合金丝材表现为缓慢且稳定的腐蚀降解。在浸泡28 d后，镁合金丝材表面的保护性陶瓷涂层尚未破坏，但浸泡60 d后，镁合金丝材出现了显著的腐蚀降解。

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表面改性处理钛增强纤维连接蛋白介导的成骨细胞MG-63黏附和增殖

周征,戴瑶,刘斌斌,夏磊磊,刘洪波,PankajVADGAMA,刘海蓉

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1065-1071.

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采用化学抛光处理钛、阳极氧化和微弧氧化处理钛作为生物材料模型，研究成骨细胞MG-63在其表面的黏附和增殖机理。结果表明，阳极氧化和微弧氧化处理的钛表面通过促进MG-63细胞分泌纤维连接蛋白形成细胞外基质从而使其快速附着和伸展。另外，阳极氧化和微弧氧化处理的钛表面通过Outside-in信号传导通路，上调纤维连接蛋白及与其相关的整合素α₅的转录水平，促进成骨细胞MG-63在其表面的增殖。

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基于液晶模板的蒸发诱导自组装技术合成高催化活性的有序介孔氧化钛

刘晨,李佑稷,徐鹏,李泽时,曾孟雄

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1072-1078.

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利用蒸发诱导自组装技术，用液晶为模板制备有序介孔氧化钛(OMPT)，探讨影响亚甲基蓝(MB)氧化降解效率的主要因素，包括MB的初始浓度、pH值和催化剂浓度。结果表明，所获得的OMPT具有二维六方介孔结构，粒径小，比表面积大，表现出高的热稳定性，这些都导致其比催化剂P25和溶胶–凝胶法制备的纳米氧化钛颗粒(NPT)有更高的降解效率。在MB浓度5 mg/L、pH 6和OMPT浓度1.5 g /L的条件下，MB的降解率最快。总有机碳(TOC)分析表明，OMPT在240 min内实现了对MB的完全矿化，其速率常数高于P25和NPT的。

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一维碳纳米结构的有效合成及其在锂离子电池负极材料中的应用

唐晶晶,杨娟,周向阳,陈光辉,黄滨

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1079-1085.

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采用热解处理已合成的聚吡咯纳米线实现一维碳纳米纤维的有效合成。在KOH的活化作用下，原始的纤维结构发生变化，获得带状碳纳米结构。对所合成的碳纳米线及碳纳米带进行形貌及结构表征。测试这两种一维碳纳米材料应于于锂离子电池中负极材料的电化学性能。结果表明，一维碳纳米线及一维碳纳米带均表现出较优的循环性能及良好的倍率性能。碳纳米线材料在循环50次后仍保持530 mA·h/g的可逆容量。在前23次充放电循环中，碳纳米带的可逆容量均高于850 mA·h/g，充放电循环到第23次的容量保持率为86%。

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Mg₇Zn₃合金玻璃转变过程局域结构与动力学关联的分子动力学模拟

侯兆阳,刘让苏,徐春龙,帅学敏,舒瑜

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1086-1093.

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采用分子动力学方法对Mg₇Zn₃合金快速凝固过程进行计算机模拟，研究玻璃转变过程局域结构与动力学之间的关联。结果表明：以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构，对Mg₇Zn₃金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系，而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数，发现：随着温度的降低，β驰豫越来越显著，α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加；而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力学行为。另外，部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力学行为，对β驰豫中笼子效应起主导作用；并随着其数目的大量出现，体系扩散系数开始偏离Arrhenius关系，玻璃形成过程微观结构转变温度T _g^Str与动力学转变温度T_c非常接近。

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离心铸造下微尺度充型流动的相似物理模拟

任明星,王国田,李邦盛,王振龙,傅恒志

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1094-1100.

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利用获得的相似准则，采用相似物理模拟方法，研究离心铸造过程中液态金属在微尺度空间内的充型流动规律。结果表明：在微尺度条件下，模拟流体优先充填横截面积最大的流道，当转速提高到964 r/min时，才会同时充填0.1 mm的微流道；在充型流动过程中，流体总能量保持不变，流体的自由液面是以转轴为圆心的规则圆弧面；充型速度随时间的增加而增大，迅速达到一个极值，然后随着时间的增加，变化逐渐趋于平缓，同时随着转速的增加充型速度达到峰值的时间也会极剧缩短。

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等温局部加载成形过程中坯料变厚区过渡条件演化

张大伟,杨合

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1101-1108.

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采用简单不等厚坯料结合等温局部加载方法，低成本有效地控制大型钛合金筋板类构件成形过程中的材料流动和改善型腔充填。由于倒角过渡形式结构简单、过渡条件范围宽，因此坯料变厚区采用倒角过渡形式较好。局部加载成形过程中的过渡条件演化对坯料变厚区未约束部分的动态边界条件有显著影响。基于合理的假设，应用理论分析建立过渡条件演化模型。应用所建立模型的预测结果与实验和有限元分析结果进行比较，结果表明模型是可靠的。建立的过渡条件演化模型能够很好地处理变厚区未约束部分的动态边界，适用于对多筋构件局部加载成形中材料流动和型腔充填的快速分析。

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强制对流流变成形制备7075铝合金半固态浆料及其数值模拟

周冰,康永林,朱国明,郜俊震,祁明凡,张欢欢

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1109-1116.

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采用自主研发的强制对流流变装置，研究搅拌速度对7075铝合金半固态组织的影响规律。实验结果表明，随着搅拌速度的增加，半固态组织的晶粒尺寸减小，形状因子及粒子数增加。同时，对强制对流流变成形浆料制备过程进行数值模拟，研究熔体在筒体内的流动规律和搅拌速度对合金熔体温度场和固相率的影响。模拟结果表明，合金熔体在FCR筒体内存在复杂的对流运动，熔体对流极大地改变了合金熔体温度场和固相率的分布。增加对流强度有利于减小合金熔体的过冷度梯度和改善初生晶粒的分布。

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赤泥分离沉降槽中心桶内停留时间分布的数值模拟

周天,李茂,李秋龙,雷波,周谦,周孑民,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1117-1124.

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通过引入停留时间分布(RTD)和隔室模型，对赤泥分离沉降槽中心桶内流场流形开展数值模拟研究。结合实验结果，建立沉降槽中心桶的3D计算流体力学(CFD)模型。结果表明：在中心桶内存在复杂的流形，进料流量和中心桶的径高比对中心桶内流场流形有重要影响。通过进一步的优化实验，中心桶内死区的体积分数可减少10.8%，混合区的体积分数可提升6.5%。结合数值仿真模型计算和停留时间分布分析方法，该数值模拟可以应用于赤泥沉降槽中心桶的设计、评估以及优化。

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中国铅元素人为循环的环境排放与累积的动态分析

梁静,毛建素

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1125-1133.

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应用物质流动分析方法，分析2010年铅的环境排放现状。结果表明，2010年国内每消费1 kg精铅就有0.48 kg铅排放到环境中。2010年从人为循环中排放到环境中的铅共计1.89′10⁶ t，主要来自使用阶段（39.20%）和管理回收阶段(33.13%)。量化了1960-2010年人为循环中铅的排放和环境累积，结果表明，这段时期内排放到环境中的铅累积总量为19.54′10⁶ t，按现有人口及国土面积分别折合为14.26 kg和2.04 g/m².

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中国人为主导的铝循环分析

岳强,王鹤鸣,陆钟武,智升科

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1134-1144.

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采用铝产品生命周期的铝流程图进行中国人为主导的铝循环分析。人为主导的铝循环主要包括4个阶段：氧化铝及电解铝的生产、铝制品的加工和制造、铝制品的使用和报废铝制品的回收。采用加权平均法确定我国铝制品的平均使用寿命。基于中国2003-2007年的铝循环分析，发现了铝工业发生的一些变化。氧化铝生产阶段的原料自给率从95.42%下降到55.50%，原铝生产阶段的原料自给率从52.45%上升到79.25%，但整个铝工业的原料自给率基本维持在50%左右。在2007年铝工业中，国内自产废铝和进口废铝的使用比例分别占总原料的5.38%和9.40%。在此阶段，净进口各类含铝资源和铝产品生命周期中铝的损失量都是上升的，同时，社会蓄积量中铝的存量及铝的循环量都是增加的。提出了改善铝循环的对策、建议以及中国铝工业的进出口政策和降低铝产品生命周期铝损失量的措施。

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低品位石煤矿中钒的浮选回收

王丽,孙伟,刘润清,辜小川

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1145-1151.

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用脱泥-浮选方法对低品位石煤矿进行钒的预富集。通过X荧光光谱分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM-EDS)方法对该矿进行矿物组成及微观结构分析。结果表明，在酸性条件下，使用醚胺(EA)作为捕收剂可以将石煤中含钒矿物与脉石矿物进行分离。通过脱泥-浮选流程，最终得到的钒精矿中五氧化二钒的品位为1.88%，回收率为76.58%，并且抛除了72.51%的尾矿。对低品位石煤矿进行钒的预富集，可以提高五氧化二钒的品位，降低耗酸物质的含量及冶炼成本。

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黄钾铁矾的生成机理及其对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的影响

B.NAZARI,E.JORJANI,H.HANI,Z.MANAFI,A.RIAHI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1152-1160.

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黄钾铁矾的生成对Sarcheshmeh生物堆浸硫化铜矿有不利影响。实验研究了在嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在的情况下，生长介质中Fe(II)的初始浓度、pH及温度影响黄钾铁矾沉淀形成的机理。产生最多Fe(III)沉淀的条件为：硫酸亚铁浓度50 g/L、初始pH 2.2、温度32 °C。 Fe(III)沉淀的生成影响了对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的浓度，比如：Fe³⁺、、K⁺、、Mg²⁺。对于Fe³⁺和K⁺，他们有相似的模式，这些离子共沉淀而形成黄钾铁矾的组分。在pH高于1.6时，由于与黄钾铁矾共沉淀以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌较快的生长速度而导致合的化合物的溶解度急剧降低。在生物堆浸的初期，由于脉石的溶解，Mg²⁺浓度增大，随后缓慢降低。

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中度嗜热微生物浸出复杂多金属铜精矿的优化

王玉光,苏丽君,曾伟民,邱冠周,万利利,陈新华,周洪波,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1161-1170.

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研究了中度嗜热微生物浸出复杂多金属铜矿过程中初始pH、温度、装液量、转速、原电池效应(黄铁矿比例)和矿浆浓度的影响。结果表明，初始pH为1.5的铜浸出率分别是初始pH为1.0和2.0的实验组浸出率的1.5倍和1.4倍。当温度为45 °C时铜的浸出率比温度为50 °C时的高出1236.8%。随着转速的升高和装液量的降低，铜的浸出率明显提高。当黄铁矿的比例增大时，铜的浸出率也逐渐提高，但是当黄铁矿比例高于20.0%后，铜浸出率不再增加。温度和pH及温度和黄铁矿比例之间存在显著的交互作用。

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黄铁矿、单质硫、亚铁离子对浸矿微生物产生胞外多聚物的影响

贺治国,杨彦平,周珊,胡岳华,钟慧

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1171-1178.

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嗜酸浸矿微生物产生的胞外多聚物(EPS)在酸性矿坑水的产生和硫化矿的浸出过程中，有着非常重要的影响，胞外多聚物(EPS)介导细胞与能源物质的接触，对有机薄膜的形成和细菌与基础物之间的相互作用起着重要的作用。对7株浸矿菌在不同能源培养物下产生的EPS的量以及EPS的化学成分进行研究，发现EPS含有化学成分糖、蛋白质、糖醛酸等，细菌的种类和能源物质对EPS的量和成分有很大影响。结果表明，以黄铜矿为能源物质的细菌产生的EPS要比以单质硫和亚铁为能源物质产生的EPS量多，EPS含量最高为(159.43±3.93) mg/g，是由Leptospirillum ferriphilum CBCBSUCSU208015在黄铁矿为能源物质下产生的。

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用碱性Na₂EDTA溶液从次氧化锌烟灰中选择性回收铅

刘青,杨声海,陈永明,何静,薛浩天

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1179-1186.

摘要 ( )

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采用碱性Na₂EDTA溶液从次氧化锌烟灰中回收铅。探讨温度、浸出时间、Na₂EDTA浓度和起始NaOH浓度对铅、锌浸出率的影响。得到最优实验条件如下：液固比5:1 mL/g、搅拌速度650 r/min、Na₂EDTA浓度0.12 mol/L、NaOH初始浓度0.5 mol/L、温度70 °C、浸出时间120 min。在最优实验条件下，铅、锌、氟和氯的平均浸出率分别为89.92%、0.94%、62.84% 和90.02%。浸出液用于电沉积铅粉。在温度为60 °C、电流密度为200 A/m²、H₃PO₄ 浓度为1.5 g/L、铅离子浓度不低于5 g/L时，电沉积铅粉平均电流效率大约为93%，阴极铅纯度高于98%。电沉积1 kg铅粉大约消耗0.218 kg Na₂EDTA和0.958 kW·h电能。

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温和水热法从循环流化床粉煤灰中回收氧化铝

杨权成,马淑花,郑诗礼,张然

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1187-1195.

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开发一种温和水热法从电厂排放的粉煤灰中提取氧化铝。当处理氧化铝和二氧化硅的质量比(A/S)为0.78、氧化铝含量为32.43%的粉煤灰时，在NaOH浓度45%、初始苛性比(铝酸钠溶液中氧化钠和氧化铝的摩尔比)25、氧化钙和粉煤灰中二氧化硅的摩尔比1.1、液固体积质量比9、反应温度280 °C、停留时间1 h的条件下，氧化铝的提取率可达到92.31%。此外，通过结构和化学分析，对氧化铝的浸出机理进行了研究。结果表明，经过碱浸后，含硅的主要物相为理论铝硅比为0的NaCaHSiO₄。

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马来酸-丙烯酸共聚物络合超滤处理含锰废水

邱运仁,毛廉君,王伟华

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1196-1201.

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用马来酸-丙烯酸共聚物(PMA-100)作络合剂，采用PVB中空纤维膜，研究络合-超滤处理含锰废水。测定了高聚物的羧基含量以及Mn(II)与PMA-100的络合反应速率，研究聚合物与重金属质量比(P/M)、pH、外加盐浓度等因素对锰离子截留率(R)和膜通量(J)的影响。结果表明：高聚物中羧基含量为9.5 mmol/g，对Mn(II)质量浓度为10 mg/L的模拟废水，在pH=6.0时，Mn(II)与PMA-100的络合在5 min内基本可完成，络合率达99.6%。在一定P/M下，pH在2.5~7.0范围内，截留率和膜通量均随着pH的增加而增大；在一定pH下，截留率随着P/M的增加而增加，但膜通量基本不变。外加盐的存在使截留率下降，在同样离子强度下，CaCl₂的影响远大于NaCl的。

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铅鼓风炉中铜、硫、砷和锑对银分布的影响

J.CHAIDEZ-FELIX,A.ROMERO-SERRANO,A.HERNANDEZ-RAMIREZ,M.PEREZ-LABRA,I.ALMAGUER-GUZMAN,R.BENAVIDES-PEREZ,M.FLORES-FAVELA

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1202-1209.

摘要 ( )

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研究铅鼓风炉中杂质对银分布的影响。将含有不同Cu、S、As和Sb含量的铅烧结块在管式炉中于1573 K下进行烧结，然后随炉冷却。烧结气氛为还原性的CO+CO₂气体(p(CO)/p(CO₂)=2.45)。采用SEM-EDS对所得样品进行表征。结果表明：烧结样品中含有5种不互溶的相，即炉渣(CaO，FeO，SiO₂)、冰铜(S, Cu，Fe)、硬渣(As, Fe，Cu)、Cu-Sb相和铅块。银在Cu与Sb形成的熔体中的溶解度比在液态铅中的高。S与Cu形成冰铜，As与Cu形成硬渣。S和As能减少Cu-Sb合金的生成量，从而降低铅块中银的损失。

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Fe-Cr-O和Fe-Cr-Ni-O体系中C还原产物

张延玲,刘洋,魏文洁

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1210-1219.

摘要 ( )

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研究不同条件下C还原Fe-Cr-O体系（FeCr₂O₄和Fe₂O₃+Cr₂O₃）及Fe-Cr-Ni-O体系(Fe₂O₃+Cr₂O₃+NiO)的还原行为及产物特性。结果表明：温度与碳氧比对C还原Fe-Cr-O和Fe-Cr-Ni-O体系所得产物的组成有很大的影响，在较高温度和较低碳氧比的条件下，产物中残余碳含量更少且Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金含量更多；样品的还原率在很大程度上取决于还原时间和温度，在不同温度条件下，产物中的残余碳含量均随着碳氧比的增加而升高。此外，对不同时间条件下C还原Fe-Cr-O体系所得产物进行XRD分析，利用SEM和EDS研究C还原Fe-Cr-O和Fe-Cr-Ni-O体系所得最终产物中不同相的微观形貌和元素分布。

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不同粘结剂基TiB₂-C复合阴极中碱金属的渗透迁移行为

方钊,伍小雷,俞娟,李林波,朱军

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1220-1230.

摘要 ( )

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在含K低温电解质熔体中，采用EDS及改进型电解膨胀率测试仪，分别研究电解过程中沥青、呋喃、酚醛、环氧基TiB₂-C复合阴极中碱金属(K和Na)的渗透迁移路径。同时，计算并讨论相应的电解膨胀率、碱金属的扩散系数以及复合阴极的腐蚀率。结果表明：无论使用何种粘结剂，电解过程中，碱金属在阴极中表现出相似的渗透迁移路径：碱金属首先渗透进入阴极的孔隙当中，随后渗透进入粘结剂相中，随着电解的不断进行，最后渗透进入复合阴极的骨料相当中。渗透进入粘结剂相和炭质骨料相当中的K和Na均会引起复合阴极的电解膨胀，同时，K比Na有着更强的渗透力。树脂基复合阴极的电解膨胀率、碱金属在其中的扩散系数以及腐蚀率均小于沥青基复合阴极，即，树脂基复合阴极的抗碱金属渗透力强于沥青基复合阴极。而就树脂基TiB₂-C复合阴极而言，酚醛基TiB₂-C复合阴极的抗渗透力最强，碱金属在其中的渗透速率、扩散系数和相应的腐蚀率分别为4.72 mm/h, 2.24×10^-5 cm²/s和2.31 mm/a.

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CaO-SiO₂熔渣精炼去除冶金级硅中杂质硼

伍继君,李彦龙,马文会,魏奎先,杨斌,戴永年,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1231-1236.

摘要 ( )

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利用CaO-SiO₂熔渣去除冶金级硅(MG-Si)中的杂质硼。热力学分析和实验结果表明：纯SiO₂基本上不能去除冶金级硅中的杂质硼。通过建立硼的分配系数与熔渣中SiO₂和CaO活度之间的关系，从热力学上对CaO-SiO₂熔渣的除硼能力进行表征。结果表明：随着渣中CaO配比的升高，硼的分配系数和去除效率大大提高。当熔渣组成为60%CaO-40%SiO₂(质量分数)时，硼的分配系数达到最大值1.57。当渣硅比为2.5，精炼温度为1600 °C以及精炼时间为3 h时，利用60%CaO-40%SiO₂熔渣可以将冶金级硅中的硼含量从18×10^-6降低至1.8×10^-6，去除效率达到90%。

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太阳能晶体硅切割废料中高纯硅的提取

李大刚,邢鹏飞,庄艳歆,李峰,涂赣峰

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1237-1241.

摘要 ( )

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研究从太阳能晶体硅切割废料中制取高纯硅。分析切割废料的组成、粒度分布等，利用物理沉降法对废料中的硅粉进行富集，然后经酸洗除杂。研究酸洗工艺参数如酸洗时间、温度、固液比等对提纯效率的影响，并优化工艺参数。最后将酸洗除杂的硅富集料进行真空高温熔炼获得含99.96%Si、1.1×10^-6B及4.0×10^-6P(质量分数)的高纯硅。结果表明：从晶体硅切割废料中回收太阳能多晶硅是未来的一个重要发展方向。

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基于D-InSAR和概率积分法的矿区大变形地表沉降提取方法

范洪冬,顾伟,秦勇,薛继群,陈炳乾

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1242-1247.

摘要 ( )

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针对差分合成孔径雷达干涉测量（D-InSAR）技术无法正确获取矿区地表大沉降量的问题，提出D-InSAR及概率积分法联合获取矿区沉降量的新方法。具体过程为：由D-InSAR技术得到下沉盆地，选取盆地边缘相干系数较大而下沉量较小的点，再加入最大下沉点和拐点附近的少量实测点作为解算控制点；然后采用遗传算法对概率积分法参数不断进行优化；最后，由解算的最优参数反算地表下沉盆地。实例表明，该方法能够在减少地面监测点数量的情况下获取较为准确的地表沉降场，最大下沉的相对误差为8.3%，优于D-InSAR的监测结果(相对误差约68.0%)。

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基于DInSAR监测的动态地表移动变形数值模拟分析

阎跃观,戴华阳,葛林林,郭俊廷,AlexHay-ManNG,李晓静

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1248-1254.

摘要 ( )

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合成孔径雷达干涉测量(DInSAR)技术是监测动态地表沉陷的新方法，能够大范围地监测地表下沉盆地的动态演化过程，可以较好地反映各阶段的地表下沉形态。但是受到噪声等因素的影响，基于DInSAR数据计算的倾斜、水平变形等曲线规律性较差，与实际偏差较大，而倾斜、水平变形又是研究地表受护对象是否安全的重要指标。基于DInSAR监测数据，采用数值模拟方法，对澳大利亚West Cliff煤矿长壁工作面32开采动态地表移动变形进行分析研究。结果表明，数值模拟得到的下沉曲线与DInSAR实测数据比较吻合，相关系数可达95%以上，且数值模拟方法求算的地表倾斜、曲率和水平变形与理论形态一致。因此，进行矿区地表及其附属建（构）筑物受采动影响分析时，应以DInSAR实测数据为基础确定模型参数，结合数值模拟方法揭示地表动态其他移动变形值的分布规律。研究表明，该方法具有良好的适用性，可为类似的情况提供参考。

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煤矿覆岩空间结构演化及其诱冲作用

窦林名,何学秋,贺虎,何江,范军

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(4): 1255-1261.

摘要 ( )

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煤矿覆岩存在空间结构，并且随着采空范围(边界条件)的不同，覆岩的空间结构是动态演化的，并能诱发冲击矿压灾害。基于关键层理论，提出煤矿覆岩的整体空间结构形态，即层面方向的“O-X”结构与剖面方向的“F”结构组成。“O-X”结构与“F”结构的形成与失稳不断进行，称为煤矿覆岩空间结构的动态演化。将覆岩空间结构分为“O-X”型、“F”型与“T”型三种基本类型，对三类空间结构进行细化，分析其矿压特征与规律。基于能量理论，讨论覆岩空间结构演化诱冲的机制，计算三类结构“见方”时的弯曲弹性能，并分析“F”、“T”结构对诱冲的作用。研究拓展传统矿压理论范围，为覆岩结构失稳型冲击矿震预防提供理论指导。

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2014年, 第24卷, 第4期　刊出日期：2014-04-25

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