中国有色金属学报（英文版）

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王丹,杨合,李恒

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1263-1272.

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塑性成形中的摩擦是影响成形力、材料变形、成形质量和模具寿命的关键因素，也是受到多因素影响的高度非线性的物理问题，国内外学者在塑性成形摩擦机理研究和摩擦控制等方面做了大量的研究。从四方面总结和讨论塑性成形中摩擦的研究进展，分别是：摩擦测试方法、摩擦行为表征、摩擦模型以及摩擦优化/控制。并基于航空航天和汽车等高技术领域对高性能轻量化复杂构件的绿色、高效和精确成形制造的迫切需求，提出塑性成形中摩擦研究的发展趋势和挑战。

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液相氧化法钒渣提钒研究及展望

王中行,郑诗礼,王少娜,刘彪,王大卫,杜浩,张懿

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1273-1288.

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针对从钒渣中提取钒、铬存在的问题，提出了一系列绿色液相氧化法，包括NaOH/KOH亚熔盐法和NaOH-NaNO₃熔盐法。与传统钠化焙烧法工艺相比，新方法的操作温度由850 °C降低至200~400 °C，而钒、铬的提取率分别由75%和接近0提高至95%和90%，整个操作过程中无废气及毒渣排放。与焙烧法相比，新工艺在能耗、环境友好及矿物资源综合利用率方面显示出明显的优势，成为钒行业绿色化升级的有效替代方案。

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纯铝颗粒等径角挤扭中的细化和固结

李萍,薛克敏,王晓溪,钱陈豪

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1289-1294.

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采用等径角挤扭新工艺(ECAPT)在200 °C条件下实现纯铝粉末颗粒的固结。采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)深入研究粉末细化和固结行为，并对变形后试样的密度、硬度和室温压缩性能等进行测试。结果表明：等径角挤扭工艺是实现在相对较低的温度下粉末固结的有效方法。在200 °C下经4道次变形后，成功将纯Al颗粒固结为致密的块体材料，固结后的材料具有较细的晶粒结构和良好的力学性能。深入分析了晶粒细化和固结机理。等径角挤扭工艺是具有良好前景的以粉末为原材料制备高性能块体材料的工艺。

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直流脉冲磁场和孕育处理共同作用下纯铝的细化

陈航,接金川,付莹,马红军,李廷举

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1295-1300.

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研究直流脉冲磁场和孕育处理共同作用对纯铝凝固组织的影响，探讨直流脉冲磁场和孕育处理的共同作用的细化行为。结果表明：直流脉冲磁场能够显著细化纯铝凝固组织。纯铝的细化主要是由直流脉冲产生的电磁过冷和强制对流引起的。然而只在直流脉冲作用下，等轴晶区域的晶粒尺寸分布不均匀。在施加直流脉冲磁场的基础上加入质量分数为0.05%的Al-5Ti-B，晶粒尺寸更加细小，并且整个等轴晶区域的晶粒尺寸分布比较均匀；随着输出电流的增加，平均晶粒尺寸减小，当脉冲电源的输出电流增加到100 A时，平均晶粒尺寸减小到113 μm。

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高纯铝室温多向锻造过程中变形组织均匀性及晶粒细化极限

朱庆丰,李磊,班春燕,赵志浩,左玉波,崔建忠

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1301-1306.

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研究室温多向锻造过程中锻造道次对高纯铝组织演变的影响，探讨多向锻造大塑性变形过程中高纯铝的变形组织均匀性与再结晶晶粒细化极限。结果表明：当锻造道次达到6次时，开始在试样心部形成一个X形的细晶区，随锻造道次的增加X细晶区不断扩大，直至锻造道次增加至24次，仍无法消除试样中粗晶区与细晶区存在的组织差异。随着锻造道次的增加，细晶区再结晶晶粒先减小再趋于一个极限值，当锻造道次为12时，心部再结晶晶粒尺寸最小约为110 μm，随着锻造道次持续增加到24次，心部再结晶晶粒未能进一步细化。

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焊后热处理对AA2219铝合金变极性TIG焊接头性能的影响

丁吉坤,王东坡,王颖,杜辉,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1307-1316.

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采用变极性TIG焊接方法制备AA2219铝合金焊接接头，研究焊后热处理对接头的拉伸、微观组织和疲劳性能的影响。变极性TIG焊具有在保证阴极清理作用的前提下最大限度地降低对钨极的烧损的优点。焊接试样分为原始焊态试样和热处理态试样两种。热处理方案采用固溶处理(535 °C，30 min)、水冷淬火和人工时效(175 °C，12 h)。结果表明，焊后热处理能够显著地提高原始焊态试样的力学性能(屈服强度提高42.6%，抗拉强度提高43.1%)，改善微观组织以及提高抗疲劳性能(疲劳强度提高18.4%)。

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AZ31-O镁合金和6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能

Alireza MASOUDIAN, Arvin TAHAEI, Atefeh SHAKIBA, Fariborz SHARIFIANJAZI, Jamshid Aghazadeh MOHANDESI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1317-1322.

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对3 mm厚的AZ31-O镁合金板和6061-T6铝合金板进行异种材料搅拌摩擦焊。实验中搅拌针的旋转速度为600~1400 r/min，前进速度为20~60 mm/min。结果表明，在旋转速度1000 r/min、前进速度40 mm/min的工艺条件下，可以获得无缺陷的焊接接头。组织观察发现搅拌区的晶粒尺寸要比基材区的明显小很多。在搅拌区形成了复杂的金属流动。显微硬度测试表明搅拌区的硬度分别是不均匀的。拉伸实验结果表明，接头的拉伸强度约为基材AZ31镁合金的76%，或6061铝合金的60%。接头拉伸断口SEM形貌观察表明为脆性断裂。

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焊接工艺参数对铝和铜异种搅拌摩擦焊接头腐蚀性能的影响

EstherT.AKINLABI,AnthonyANDREWS,StephenA.AKINLABI

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1323-1330.

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报道了焊接工艺参数对铝(AA5754)和铜(C11000)异种搅拌摩擦焊接头腐蚀性能的影响。研究了在旋转速度600~1200 r/min、进料速度50~300 mm/min下焊接头的显微组织和腐蚀性能。结果表明，在接头界面区域存在铝和铜的金属间化合物层；焊接头的耐蚀性随着旋转速度的加快而增强；焊接头的耐蚀性比基体铜有改善，但比铝略有降低。在旋转速度950 r/min、进料速度300 mm/min的条件下得到的焊接头的耐蚀性最好。

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随机振动加载条件下铝合金加筋板的疲劳行为

胡海涛,李玉龙,索涛,赵峰,苗应刚,薛璞,邓琼

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1331-1336.

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基于基础激励对固支的3类铝合金加筋板进行振动测试。测试过程中采用应变片监测试样的动态响应。在应变历程的基础上用雨流计数法和Miner线性累积模型得到时域内加筋板的疲劳累积损伤。利用固有频率的改变，拟合用于预测板结构疲劳损伤的新模型，改进先前固有频率下降5%的失效判据。同时，还研究了筋条截面形状与筋间距对铝合金板振动疲劳行为的影响。结果表明，加装T型或L型截面的铆接筋条后铝板的疲劳寿命延长，对于筋条截面积大小相同的筋条，T型截面筋条的加筋板其疲劳寿命长于L型的。此外，振动疲劳寿命表现出对筋间距的敏感性。

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挤压态Al-1.1Mn-0.3Mg-0.25RE合金热变形本构特性、显微组织演变及加工图

张添,陶友瑞,王学印

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1337-1345.

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在Gleeble-1500热模拟机上对Al-1.1Mn-0.3Mg-0.25RE合金在变形温度300~500 °C和应变速率0.01~10 s^-1条件下进行高温热压缩实验，并采用光学金相显微镜及透射电镜对该合金热变形过程的显微组织演变规律进行观察。结果表明：Al-1.1Mn-0.3Mg-0.25RE合金的峰值应力随着变形温度的升高而减小，随着应变速率的增大而增大，并可用包含Zener-Hollomon参数的双曲正弦关系来描述合金的热流变行为，其变形激活能为186.48 kJ/mol；热变形过程稳流过程是动态回复引起的，而流变软化与动态再结晶及成分相的转变有关；合金中主要成分相是富稀土相，这些相的形成对Fe和 Si等杂质元素具有净化作用，并增加该合金在高温条件下的热加工性。结合加工图和显微组织可以确定在该实验范围内，合金热变形的最佳工艺参数为：热加工温度440~450 °C，应变速率0.01 s^-1。

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5083铝镁合金熔炼净化工艺和细化效果

马成国,亓淑艳,李双,胥焕岩,何秀兰

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1346-1351.

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高镁铝合金大规格铸锭的铸造工艺不够稳定，从而影响最终产品质量。研究精炼、晶粒细化剂对5083铝合金组织和表面质量的影响。结果表明：5083合金旋转喷吹除气的优化精炼工艺为：转速250~400 r/min，气体流量1.2~2.0 L/s，精炼时间10~15 min。采用该优化的精炼工艺可使固体合金中气体含量降低至2×10^-3 mL/g以下。晶粒细化剂的加入可以使5083合金的铸态组织细化。在加入的所有细化剂中，Al-5Ti-1B丝具有最好的细化效果。随着细化剂加入量的增加，细化效果提高。当Ti含量大于0.1%，细化效果变化不大。与使用其它细化剂的合金相比，使用Al-5Ti-1B丝细化的合金表面很容易产生褶皱缺陷。

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稀土Y对Mg-Zn-Mn镁合金显微组织和力学性能的影响

齐福刚,张丁非,张孝华,潘复生

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1352-1364.

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研究不同稀土Y含量对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：Y元素的添加对Mg-6Zn-1Mn合金的相结构、组织和力学性能有明显的影响。随着Y含量的增加，合金中的第二相依次从Mg₇Zn₃相、I相 (Mg₃YZn₆)、I相+W相 (Mg₃Y₂Zn₃)到W相+X相 (Mg₁₂YZn)转变；热分析和组织观察证明合金相的稳定性趋势为X相>W相>I相>Mg₇Zn₃相；Mn元素主要以单质颗粒形式弥散分布在基体中；Y的添加能显著提升Mg-Zn-Mn合金的力学性能，其中含6.09%Y的挤压态合金具有最佳的力学性能，其抗拉强度和屈服强度分别达到389 MPa 和345 MPa。合金强度的提升主要源于Y元素的晶粒细化、Mn颗粒的弥散强化和Mg-Zn-Y稀土相的引入。

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快速连续加热过程中剧烈冷变形亚稳β钛合金显微组织、相组成和拉伸性能的演变

P. E. MARKOVSKY, V. I. BONDARCHUK, YU. V. MATVIYCHUK, O. P. KARASEVSKA

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1365-1371.

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研究连续快速加热条件下亚稳β Ti-1.5%Al-6.8%Mo-4.5%Fe钛合金剧烈冷变形对其显微组织、相组成和拉伸性能演变的影响。轧制态合金具有准非晶单相β结构，其电阻率与温度的关系呈现异常；将轧制态合金在室温下冷却暴露48 h，由于等温ω相的析出，电阻率与温度的关系恢复正常。随后，将合金以加热速率为5 °C/s进行快速热处理，导致回复和再结晶发生。测定和讨论了不同处理后合金的拉伸性能。

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原位合成Ti₂AlN/TiAl复合材料 900 °C时效过程中的组织演化及氮化物沉淀相析出

刘懿文,胡锐,张铁邦,寇宏超,李金山

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1372-1378.

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对原位合成Ti₂AlN/TiAl复合材料在原位合成及时效热处理条件下的显微组织特征进行分析，并对Ti₂AlN/TiAl复合材料进行1400 °C，0.5 h固溶及900 °C，24 h时效热处理，研究其氮化物沉淀析出。结果表明，原位合成复合材料的显微组织由γ+α₂片层团、等轴γ晶粒和Ti₂AlN增强相组成。经固溶和时效处理后，获得近全片层基体结构。随着Ti₂AlN含量的增加，基体近全片层结构变得不稳定。对时效后的复合材料进行TEM研究，发现在片层团晶粒边界上分布着细小的Ti₂AlN沉淀相。在γ-TiAl基体内，针状Ti₃AlN沉淀相以其轴向平行于基体[001]方向排列，而另一种具有较大尺寸的Ti₃AlN沉淀相则在位错处沉淀析出。

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采用粉末冶金技术制备的空心微珠分散钛基复合材料的表征及磨损性能

D.P.MONDAL,J.D.MAJUMDAR,M.D.GOEL,G.GUPTA

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1379-1386.

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采用粉末冶金技术制备空心微珠分散的钛基复合材料，并对其磨损和腐蚀行为进行研究。结果表明，所制备的复合材料组织中在α-Ti基体中分散有平均孔径为50~150 μm的空心微珠。复合材料的多孔性归因于压制过程中载荷对空心微珠颗粒的破坏及空心微珠本身的空心特性。X射线衍射分析表明复合材料由Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和α-Ti相组成。基体钛合金的显微硬度为HV 240，而复合材料的显微硬度在HV 1100~HV 1800范围内变化。磨损实验表明，相对于商用Ti-6Al-4V合金，复合材料对硬化钢球和WC球的抗磨损性能得到显著增强。复合材料在3.56%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为表明，其耐点蚀性能改善，腐蚀电位向正(更高)方向移动。然而，与商用Ti-6Al-4V合金相比，空心微珠分散钛合金的腐蚀速率增大。

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基于轮廓法测试钛合金线性摩擦焊接的内部残余应力

刘川,董春林

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1387-1392.

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采用轮廓法测试TC17钛合金线性摩擦焊接的内部应力。该方法是一种较新的能获得构件内部应力全貌的破坏性测试技术。首先将测试试件切割成两半，然后测试因应力释放而造成的切割面变形，最后将切割面的测试轮廓作为线弹性有限元的边界条件计算垂直切割面的内部残余应力。分析TC17线性摩擦焊接内部残余应力的分布特征。测试结果表明：TC17钛合金线性摩擦焊接头距焊缝中心12 mm区域的内部残余应力为拉伸应力，峰值拉伸应力出现在焊缝中心位置，达到360 MPa（约为TC17钛合金屈服强度的1/3）；焊缝区域残余应力沿厚度分布不均匀，内部应力大于上下表层区域的应力。

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有、无脉冲电流制备的钛基复合材料钨极氩弧焊接件的组织与力学性能

毛建伟,吕维洁, 王立强, 张荻, 覃继宁

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1393-1399.

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研究脉冲电流对不同温度下的钛基复合材料钨极氩弧焊接头的显微组织、硬度和拉伸性能的影响。采用或不采用脉冲电流，均能得到全熔透的对接焊接头。运用光学显微技术、硬度测试和扫描电镜观察对焊接接头的冶金特性进行分析，研究不同温度下与显微组织密切相关的焊接接头的拉伸性能。结果表明，脉冲电流导致焊缝区的显微组织和TiB晶须尺寸显著细化，并改变TiB增强体的重新分布状态，从而使得脉冲焊接接头具有较高的硬度、拉伸强度和伸长率。

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浸渍-涂覆型BN界面相对化学气相渗透法制备 SiC_f/SiC复合材料力学性能的影响

周洋,周万城,罗发,朱冬梅

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1400-1406.

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以硼酸和尿素为先驱体，采用浸渍-涂覆法在氮气气氛中在SiC纤维表面制备BN界面相。利用SEM/EDS、XRD和FT-IR对BN界面相的形貌和结构进行表征。采用化学气相渗透法(CVI)制备SiCf/SiC复合材料，并研究BN界面相对复合材料力学性能的影响。结果表明：光滑的BN界面相覆盖在SiC纤维表面，厚度约为0.4 μm，为紊乱层状的t-BN物相。有无BN界面相的复合材料弯曲强度分别为180和95 MPa，并且有BN界面相的复合材料表现出明显的韧性断裂行为。微观结构分析表明，BN界面相在基体渗透过程中保护纤维免受化学腐蚀，减弱纤维和基体之间的界面结合强度方面发挥重要作用，这有助于大幅度提高复合材料的力学性能。

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应变影响下X20Cr13马氏体不锈钢热变形的本构模型

任发才,陈军,陈飞

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1407-1413.

摘要 ( )

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利用Gleeble-1500 热模拟机对X20Cr13马氏体不锈钢进行等温热压缩实验，研究此材料在变形温度1173~1423 K、变形速率0.001~10 s^-1 条件下的热变形行为。通过五阶多项式拟合计算得出材料参数α和n，激活能Q和A作为应变的函数。基于Arrhenius方程构建包含变形温度、应变速率和应变的X20Cr13马氏体不锈钢热变形的本构模型。通过相关系数和平均相对误差验证建立的X20Cr13马氏体不锈钢本构模型的有效性，其值分别为0.996和3.22%。

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超临界水热合成结合固相煅烧制备高性能锂离子电池的锰酸锂正极材料

刘学武,汤洁,覃旭松,邓远富,陈国华,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1414-1424.

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采用超临界水热合成与高温固相合成相结合的方法制备亚微米级锂离子电池锰酸锂正极材料，研究超临界水热合成过程中的反应压力、反应温度、反应时间和高温固相合成过程中煅烧温度对合成材料的纯度、形貌及电化学特性的影响。结果表明：相对于传统的高温固相合成方法，在400 °C和30 MPa的条件下，经过15 min超临界水热反应获得的LiMn₂O₄电池材料，在后续800 °C煅烧温度下的煅烧时间可缩短到3 h。在该条件下合成的LiMn₂O₄正极材料具有良好的结晶度、均匀的粒度分布和优异的电化学性能，在0.1C下的首次放电比容量达到120 mA？h/g，且在50C的高倍率下仍然表现出良好的放电性能。

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电泳沉积耦合电化学还原法制备柔性石墨烯自支撑薄膜电极超级电容器

窦元运,罗民,梁森,张学玲,丁肖怡,梁斌

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1425-1433.

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通过电泳沉积和电化学还原相耦合的方法制备柔性的石墨烯自支撑薄膜电极。首先，通过电沉积的方法在石墨基底上制备氧化石墨烯薄膜，然后通过对氧化石墨烯薄膜进行电化学还原，得到电容性能优异的石墨烯薄膜电极材料。通过SEM、XRD、FT-IR和电化学测试对石墨烯的表面形貌、结构和电容性能进行表征。结果表明：制备的石墨烯电容性能良好，在1 mol/L的硫酸电解液中，循环伏安扫速为10 mV/s时，比电容为254 F/g；当电流密度为83.3 A/g时，比电容能保持在132 F/g；最大功率密度可达39.1 kW/kg，能量密度为11.8 W•h/kg；充放电循环1000次后，电容能保持97.02%，表明该石墨烯薄膜电极材料具有优异的循环稳定性能。

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钕掺杂氧化锌粉末的光性能和光催化性能

赵真,宋季岭,郑佳红,连建设

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1434-1439.

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为了提高氧化锌(ZnO)的光催化性能，通过水热法制备了不同钕(Nd)掺杂量的ZnO。X射线衍射分析 (XRD)和光电子能谱(XPS)测试说明钕原子成功地掺杂进入了ZnO晶格。XRD图谱还说明了粉末具有各向异性。光致发光(PL)图谱在可见光区域出现较宽范围的强峰。Nd掺杂使得可见光发射强度增强。光催化性能通过降解甲基橙溶液进行测试。研究发现Nd掺杂使得氧化锌的光催化性能得到提高，当掺杂Nd的摩尔分数为3%时，其光催化性能最佳。Nd掺杂引起的电子空穴对的增加以及诱导产生的置换氧缺陷(O_Zn)和间隙氧缺陷 (O_i)使得可见光发射增强和光催化性能得到提高。

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Ni(HCO₃)₂的制备及其在安息香乙醚合成中的催化应用

吴旭,安霞,谢鲜梅

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1440-1445.

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应用尿素热解法合成晶相单一、结晶度较好的Ni(HCO₃)₂多孔材料，借助多种表征手段对其物化性能进行表征。N₂吸附-脱附结果表明Ni(HCO₃)₂多孔材料有99.03 m³/g的比表面积、7.8 nm左右的孔径；扫描电镜 (SEM)和粒度分布结果说明Ni(HCO₃)₂微球的粒径均匀；热重分析结果表明500 °C是热解Ni(HCO₃)₂制备NiO的适宜温度；CO₂-TPD和 NH₃-TPD结果表明Ni(HCO₃)₂具有明显的酸碱双功能活性中心；透射电镜（TEM）结果表明Ni(HCO₃)₂颗粒是由六边形纳米片聚集而成的，且颗粒具有孔隙结构。将Ni(HCO₃)₂催化剂应用于苯甲醛与乙醇一步法合成安息香乙醚反应中，Ni(HCO₃)₂显示出优异的催化活性，反应平衡转化率高达57.5%，安息香乙醚的选择性近100%。

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高活性无定形硼粉的制备及表征

豆志河,张廷安,史冠勇,彭超,文明,赫冀成

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1446-1451.

摘要 ( )

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采用高能球磨-燃烧合成法制备高活性无定形纳米硼粉。考察球磨转速、球磨时间等因素对无定形硼粉结晶度、微观形貌以及反应活性等性能的影响。结果表明：无定形纳米硼粉结晶度只有22.5%，纯度达92.86%；高能球磨预处理显著细化了硼粉粒径，平均粒径在50 nm以下，比表面积达70.03 m²/g。当透射电子束照射到试样时，试样快速熔化。由试样熔化痕迹可看出无定形硼粉单体颗粒粒径小于30 nm，说明试样具有极高的反应活性。

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一种新颖的制备片状银粉的湿化学法

翟爱霞,蔡雄辉,杜斌

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1452-1457.

摘要 ( )

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提出一种片状银粉的湿化学制备方法。在室温下，搅拌速度为150 r/min时，把FeSO₄•7H₂O溶液倒入含有柠檬酸的AgNO₃溶液中制备银微晶体。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的银微晶体进行表征。结果表明：制备的银微晶体主要由大量的不规则形状的片状银粉组成，其尺寸为2~10 mm；柠檬酸在片状银粉的形成过程中起关键作用，其用量对片状银粉的形成存在一个最佳值；当体系的还原速率较大时，更有利于片状银粉的形成。

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基于临界尺寸采用人工神经网络技术优化设计玻璃形成合金的成分

蔡安辉,熊翔,刘咏,安伟科,周果君,罗云,李铁林,李小松,谭湘夫

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1458-1466.

摘要 ( )

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建立一个用于预测和模拟玻璃形成合金的临界尺寸的人工神经网络模型；基于该人工神经网络模型优化设计一系列Zr-Al-Ni-Cu和Cu-Zr-Ti-Ni块体非晶合金的成分并对其临界尺寸进行预测。采用真空喷注法制备Zr-Al-Ni-Cu和Cu-Zr-Ti-Ni块体非晶合金试样。这些块体合金的非晶态结构采用X射线衍射法进行表征并确定这些合金的非晶形成的临界尺寸。结果表明，预测的临界尺寸与实验结果吻合较好，所建立的神经网络模型能可靠地设计非晶合金的成分和预测非晶合金的临界尺寸。

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快速微波燃烧法制备的Cu-Ni合金纳米粒子结构和磁性能

J.ARULMARY,A.MANIKANDAN,L.JOHNKENNEDY,M.BOUOUDINA,R.SUNDARAM,J.JUDITHVIJAYA

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1467-1473.

摘要 ( )

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采用微波燃烧法制备Cu²⁺ 和 Ni²⁺摩尔比分别为3:7，4:6，5:5，6:4和7:3 的Cu-Ni合金纳米粒子，采用XRD、HR-SEM、EDX和VSM对所制备的样品进行表征。 X射线衍射和能谱分析表明，在样品制备过程中形成了纯合金粉末。样品的平均晶粒尺寸为21.56~33.25 nm。HR-SEM像显示样品具有集群/团簇粒状形态结构。 VSM分析结果表明，对于低Ni含量的合金(Cu5Ni5，Cu6Ni4和Cu7Ni3)，样品显示顺磁性，而对于较高Ni含量的合金(Cu3Ni7和Cu4Ni6)，样品呈现铁磁性。

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铝表面Ce-硅烷-ZrO₂复合膜的制备及表征

左轲,王昕,柳伟,赵越

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1474-1480.

摘要 ( )

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为了改善传统稀土转化膜的性能，运用浸泡法在铝表面制备Ce-硅烷-ZrO₂ 复合膜。运用SEM、AFM、XPS和EIS等技术手段对复合膜层的微观形貌、化学组成和电化学性能进行研究，并与Ce转化膜进行比较。Ce-硅烷-ZrO₂ 复合膜层表面呈堆砌结构，膜内层主要由Ce(III)的氧化物和氢氧化物构成，而膜外层的主要成分是硅烷偶联聚合而成的大分子网状结构。与Ce转化膜相比，加入硅烷和ZrO₂ 纳米微粒后，复合膜表面的微孔和裂纹都明显减少，且耐蚀性能有了明显的改善。

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高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金的热力学计算

刘俊涛,张永安,李锡武,李志辉,熊柏青,张济山

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1481-1487.

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采用相图计算方法对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金进行相分数以及凝固路径的热力学计算，并采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)方法对Al-9.2Zn-1.7Mg-2.3Cu合金进行组成相分析。结果表明，η(MgZn₂)受Zn和Mg含量的影响，在 Zn含量分别为9.6%，9.4%，8.8%的Al-xZn-1.7Mg- 2.3Cu合金中η(MgZn₂)含量分别为10%，9.8%，9.2%，同时通过计算得到了θ(Al₂Cu) + η(MgZn₂)，S(Al₂CuMg) + η(MgZn₂)和θ(Al₂Cu) + S(Al₂CuMg) + η(MgZn₂)相的Mg合金成分区间。Al-9.2Zn-1.7Mg-2.3Cu-Zr合金依次非平衡地析出Al₃Zr、α(Al)、Al₁₃Fe₄、η(MgZn₂)、α-AlFeSi、Al₇Cu₂Fe、θ(Al₂Cu)、Al₅Cu₂Mg₈Si₆和β-AlFeSi。组织分析结果表明，合金主要由α(Al)，η(MgZn₂)，θ(Al₂Cu)和Al₇Cu₂Fe组成，计算结果可以预测合金中存在的主要析出相。

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硅酸钙熔体局域结构的经典分子动力学模拟与结构热力学模型的比较

吴永全,戴辰,蒋国昌

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1488-1499.

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通过经典分子动力学模拟及一个新建的结构热力学模型计算获得了硅酸钙熔体的局域结构单元的全程分布。将这两种方法获得的5种SiO四面体的Q_i分布进行比较，并与Raman光谱实验结果进行比较，结果吻合得非常好。这不仅给出了微结构单元在全成分范围内的全景分布，而且证明了我们的模型适合于针对光谱实验数据的后续热力学计算。与此同时，由不同歧化反应控制的5个成分区间也被精确划分。还从该结构热力学模型中首次获得了Q_i之间的两种连接方式Q_i-Ca-Q_j和Q_i-[O_b]-Q_j的分布情况，并由此证明所有成分中都是以等价连接为主要的连接方式。

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Ni(001)/Ni₃Nb(001)面界面性质的第一性原理研究

文志勤,赵宇宏,侯华,王楠,傅利,韩培德

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1500-1505.

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采用第一性原理赝势平面波的方法研究Ni (001)、Ni₃Nb (001)表面和Ni/Ni₃Nb (001)界面。计算界面终端为Ni或Ni+Nb，堆积方式为顶部位置或空心位置这4种界面模型的粘附功、稳定性及电子结构。结果表明：Ni (001)和Ni₃Nb (001)表面具有8个原子层时展现出较好的体相似性；以Ni+Nb为界面终端，堆积方式为空心位置的界面模型具有最大的结合强度和临界裂纹扩展应力，且具有最好的热稳定性。该模型界面处的Ni原子和Nb原子之间是共价键，这主要是由Nb 4d和Ni 3d轨道的电子贡献的。比较Ni/Ni₃Nb (001)界面和Ni/Ni₃Al (001)界面的性质可知，前者的热稳定性比后者的差，且更难形成界面，但是Ni/Ni₃Nb (001)界面的形成能改善镍基合金的力学性能。

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微尺度空间内离心铸造过程的流动方程及相似准则

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(5): 1506-1511.

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通过相似物理模拟方法研究离心力场下液态金属在微尺度空间内的流动过程，相似准则的推导是工作的重点。在传统流动方程的基础上，充分考虑微精密铸造过程中特殊的物理条件，推导了离心铸造过程液态金属在微尺度空间内充型流动时满足的流动方程和伯努利方程，为微尺度空间内液态金属的充型流动过程数值模拟提供了数学模型。同时，依据微流动方程和相似理论，获得了离心力场下物理模拟微尺度空间内液态金属流动过程的相似准则，从而实现微流动过程的可视化观察和定量分析。

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几何因素和轴向磁场对分离结晶过程中熔体浮力-热毛细对流的影响

李震,彭岚,李友荣

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1512-1520.

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为了研究几何因素和轴向磁场对分离结晶过程中熔体浮力-热毛细对流的影响，采用有限差分法进行三维数值模拟。结果表明，当Marangoni数较小时，熔体内部流动为稳态浮力-热毛细对流；随着Marangoni数的增大并超过一定值，稳态流动转变为非稳态浮力-热毛细对流。随着熔体高度的增加，熔体内部流动先增强后减弱；随着狭缝宽度的减小，熔体流动增强。采用轴向磁场能够有效抑制熔体内浮力热-毛细对流，随着磁场强度的增加，抑制效果逐渐增强。流动失稳的临界Marangoni数随着熔体高度的增加而略有增大，随着狭缝宽度的减小而增大，随着磁场强度的增大而增大。

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小坯料等通道转角分流新技术挤压大型铝合金板

石磊,杨合,郭良刚,党利,张君

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1521-1530.

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为了结合等通道转角和分流挤压技术生产板材，研究了一种等通道转角分流(P-ECAP)挤压新技术。通过有限元方法研究了用于高速列车的6005A铝合金板材的挤压。在传统分流模具的分流通道内设计了等通道转角工艺。预测了不同通道转角对P-ECAP工艺挤出板材的废料长度变化的影响；研究了通道转角和挤压速度对最大工件温度和其他场变量的影响。结果表明：板材在通道转角为160°时具有最好的尺寸精度，而且废料的尺寸也最小；较为合理的挤压速度为3~5 mm/s。另外，当挤压速度从1 mm/s增加到9 mm/s 时，挤压力的峰值上升了49%，工件的最高温度升高了70 °C。在通道内的转角变形区，等效应变有上升趋势；挤出板材的焊合区和模具边缘最大主应力为张应力。

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考虑生态成本的露天金属矿最终境界优化

胥孝川,顾晓薇,王青,刘剑平,王俊,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1531-1537.

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量化了金属矿露天开采的生态成本，包括直接生态服务价值损失、间接生态服务价值损失、预防和恢复成本以及能耗产生的碳排放成本。通过迭代算法把这些生态成本纳入境界优化，并以实例应用说明生态成本对境界设计结果的影响。结果表明，在矿山设计中内生化生态成本是可能的。考虑生态成本使境界优化结果变得很保守，盈利也大幅度降低。

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不同强弱组合下岩-煤-岩串联模型的破坏特征

赵增辉,王渭明,代春泉,严纪兴

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1538-1546.

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针对不同强度煤、岩单元建立4种不同强弱组合的岩-煤-岩三元体串联模型。通过对强-弱交界面的应力状态分析，建立交界面附近区域强、弱体的三轴压缩强度；基于三维快速朗格朗日元法，强、弱体均采用Coulomb-Mohr 剪切破坏和拉伸破坏的复合应变软化模型，数值模拟4种不同组合三元体模型在不同围压下的应力-应变曲线特征，分析不同组合的剪切破坏带及塑性破坏区随围压的变化趋势。结果表明：强-弱组合体交界面的层间约束作用会派生出附加应力，导致交界面附近区域强体强度变弱，弱体强度增强；弱胶结软岩体和煤体在单轴压缩下呈现拉剪破坏，表现出明显的应变软化行为，随着围压的增大，拉伸破坏消失，向整体剪切破坏发展，但不同组合下的破坏带数目及破坏区域不同。该研究对地震、岩爆、矿山冲击地压等灾害机理研究具有重要指导意义。

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一种改进的GPS/GLONASS组合精密单点定位算法在露天矿区测量中的应用

蔡昌盛,罗小敏,朱建军

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1547-1553.

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提出一种改进的组合GPS/GLONASS精密单点定位（GG-PPP）算法，即首先利用传统的GG-PPP算法求得GPS-GLONASS系统时间差参数和天顶对流层延迟参数，然后将它们作为改进GG-PPP算法解算的先验信息，从而达到减少待估参数个数的目的。采用BJFS站的实测数据在一个模拟的露天矿区环境进行改进的GG-PPP算法试验。结果表明，在有限的卫星可视环境中，改进的GG-PPP算法能有效改善定位性能。

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GPS多路径减轻的混合粒子滤波算法

郑南山,蔡良师,卞和方,林聪

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1554-1561.

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提出一种结合无迹卡尔曼滤波(UKF)和小波阈值自适应滤波的混合粒子滤波方法。该算法在粒子产生过程中采用UKF方法以克服粒子发散，而在数据预处理和粒子产生时采用自适应阈值小波变换算法抑制观测数据噪声和数据处理过程误差。比较了EKF-PF、UKF-PF和WM-UKF-PF不同算法的性能。结果表明，经过改进的WM-UKF-PF混合粒子滤波算法能够有效地降低均方根误差，提高信噪比和相邻恒心日观测值的相关性，从而改善解算结果的统计特性。所采取的混合滤波算法的计算复杂性提高了，但能够有效减轻GPS多路径效应影响，对高精度定位测量和非平稳形变特征提取具有重要意义。

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嗜酸氧化亚铁硫杆菌对环状硫和线状硫的氧化利用差异

彭安安,夏金兰,刘红昌,聂珍媛,杨益,朱薇,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1562-1570.

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比较了Acidithiobacillus ferrooxidans对环状硫(α-S)和线状硫(μ-S)的利用差异。A. ferrooxidans在这2种单质硫中生长和硫氧化的结果表明该菌对μ-S的利用与α-S明显不同。尽管生长300 h后该菌在2种单质硫基质中达到相同的细胞浓度、相同的pH和硫酸根离子浓度，但在初始阶段细菌细胞在μ-S中生长时的细胞生长速率、pH下降速率和硫酸根增加速率比在α-S中生长时明显快。A. ferrooxidans对这2种硫的初始吸附行为研究表明该细菌对μ-S的平衡吸附量明显高于α-S。SEM、DRIFTS和XRD结果表明，A. ferrooxidans对这2种单质硫表面进行了不同的修饰。选取了11个与硫吸附活化和代谢相关基因通过RT-qPCR进行差异表达分析，结果显示A. ferrooxidans在μ-S中生长时，与疏水性底物转运蛋白和硫代谢相关蛋白表达量比在α-S中生长时明显上调，而吸附和活化相关蛋白表达下调，表明μ-S比α-S易于被A. ferrooxidans适应和活化。

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生物预处理对软锰矿浮选的影响

杨志超,冯雅丽,李浩然,王维大,滕青

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1571-1577.

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研究了B. mucilaginosus 菌从软锰矿浮选脱除石英的作用，B. mucilaginosus菌对软锰矿表现出良好的选择性和回收能力。当采用十二胺为捕收剂，在pH为7时进行浮选，经 B. mucilaginosus 菌处理的石英被活化，而软锰矿则不受影响。结果表明，经 B. mucilaginosus 菌预先处理的软锰矿锰回收率较不经细菌处理的锰回收率略低，从 74.70% 降至 73.62%。但精矿品位从 17.26% 提高到19.44%。红外分析和扫描电镜结果表明，浮选效果的改善不是细菌吸附在石英或者软锰矿表面造成的。通过红外分析研究了细菌代谢物如胞外多糖、蛋白和乙酸在矿物表面的吸附。

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水悬浮液中用KBX和ADD 诱导细粒铁闪锌矿的絮团浮选

张婷,覃文庆,杨聪仁,黄水鹏

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1578-1586.

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采用激光粒度分析、显微镜分析、电泳光散射、接触角测量和红外光谱研究了水悬浮液中用丁基黄药(KBX)和丁铵黑药(ADD)诱导细粒铁闪锌矿的疏水絮凝。通过改变各种参数，其中包括pH值、捕收剂浓度和煤油用量，研究了粒度小于20 μm的单矿物的絮团浮选行为。结果表明，絮团浮选效果与絮团粒度和颗粒疏水性密切相关，但是由于捕收剂的吸附导致的颗粒表面电性增大并没有降低絮团浮选效果。在优化的操作条件下，在KBX和ADD的作用下细粒铁闪锌矿的絮团浮选回收率均高于90%，而常规浮选的回收率只有60%左右。试验还发现，由于铁闪锌矿颗粒表面油膜的形成，少量煤油的添加可大幅度改进浮选指标。FTIR光谱结果表明这两种药剂在铁闪锌矿表面的吸附均为化学吸附。

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氨浸出混合铜矿石的表征及动力学

A.A.BABA,M.K.GHOSH,S.R.PRADHAN,D.S.RAO,A.BARAL,F.A.ADEKOLA

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1587-1595.

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研究了含8.8%Cu和36.1%Fe的混合铜矿石的氨浸出动力学。矿物学表征表明，该矿石的含铁成分以菱铁矿为主，硫化矿以黄铜矿为主。研究了工艺参数，如搅拌速度、反应温度、氨浓度、矿石粒径、氧分压对氨浸出过程的影响。在标准的浸出条件下，即粒径125~212 μm、反应温度120 °C、NH₃浓度1.29 mol/L、氧分压202 kPa，在2.5 h内Cu的浸出率达到83%。在使用较高浓度的氨和较小粒径的矿石时，Cu的浸出率能够达到95%。动力学研究结果表明，浸出过程为表面反应控制，估算出的活化能为(37.6±1.9) kJ/mol，氧分压与氨浓度的反应级数分别为0.2 和1。

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硫酸氢铵焙烧粉煤灰提取氧化铝

王若超,翟玉春,吴晓卫,宁志强,马培华

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1596-1603.

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采用NH₄HSO₄焙烧法从粉煤灰中提取Al₂O₃。首先，通过NH₄HSO₄焙烧和去离子水浸出法提取粉煤灰中的Al和Fe；然后，加入NH₄HCO₃溶液沉淀浸出液中的Al和Fe，利用NaOH溶液浸出得到的Al(OH)₃和Fe(OH)₃混合沉淀，所得铝酸钠溶液经碳酸化分解得到纯净的Al(OH)₃；最后，煅烧纯净的Al(OH)₃制备α-Al₂O₃产品。通过实验确定各工艺流程的最佳条件。制备的α-Al₂O₃产品达到YS/T 274-1998标准的工艺指标。

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基于流场数值模拟的锌电解槽操作条件及结构参数优化

李昊岚,胡杰,周萍,魏文武,苏寅彪

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1604-1609.

摘要 ( )

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以锌电解槽为对象，基于Fluent软件对电解槽内电解液的单相流动过程进行数值模拟。流场的模拟结果表明：电解槽液面在20组极板处存在方向相反的回流，与现场观测到的现象一致；在极间的流动区域，电解液从侧部流入阴、阳极间。根据流动情况，提出极间有效流量的概念，即同时流入电解槽阴、阳极间的电解液流量与流通面积之比。利用极间有效流量作为评价指标来对锌电解槽操作条件及结构参数如入口角度、入口流量、入口位置等进行优化。结果表明：入口位于液面下0.9 m处，入口角度在-10°到10°之间存在最大的极间有效流量；极间有效流量与入口体积流量成正比；而钢挡板的影响可以忽略。

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激光熔覆哈氏合金C22涂层在静态和空化酸溶液中的腐蚀行为

王勤英,白树林,刘宗德

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1610-1618.

摘要 ( )

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利用高功率半导体激光器在Q235钢基体上制备哈氏合金C22涂层，研究涂层在静态和空化盐酸、硫酸和硝酸溶液中的腐蚀行为。电化学结果表明：涂层在静态酸溶液中比在空化酸溶液中具有更强的抗腐蚀性能。在以上的每种条件下，涂层抗腐蚀性能由强到弱的顺序均为硝酸、硫酸和盐酸溶液。涂层在空化盐酸溶液中出现冲蚀形貌和严重的晶间腐蚀。这主要与盐酸溶液中存在活性离子以及空化泡崩溃时的力学作用有关。然而，经过空化硝酸溶液腐蚀的涂层表面几乎没有变化。结果表明，空化作用和酸溶液性质的共同作用决定涂层腐蚀的发展。由于在表面形成稳定的致密氧化膜，哈氏合金C22涂层在氧化性酸溶液中表现出更优越的抗腐蚀性能。

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非对称结构Cu/Sn-58Bi/Cu焊点中电迁移致组织演变及损伤

岳武,秦红波,周敏波,马骁,张新平

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1619-1628.

摘要 ( )

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采用原位SEM观察、FIB微区分析和有限元(FE)模拟研究了非对称结构Cu/Sn-58Bi/Cu 微焊点中电迁移引起的组织演变及其损伤。结果表明，非对称结构微焊点中富Bi相偏聚和微裂纹等电迁移现象远比对称焊点中严重；FIB-SEM微观分析结果显示非对称焊点中沿电流方向上各个微区内电阻差异是导致焊点截面上电流非均匀分布和严重电迁移问题的关键因素，理论分析和模拟结果均表明电流拥挤容易发生在焊点内微区电阻较小的位置。

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熔盐电解共沉积Mg-Sr合金的电化学机理

孙秀云,路贵民,范书迪

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(5): 1629-1634.

摘要 ( )

可视化

采用循环伏安法、计时电位法和计时电流法，研究在700 °C时不同MgCl浓度下，MgCl₂-SrCl₂-KCl熔盐体系中Mg和Sr共沉积的电化学过程。结果表明：由于Sr在Mg上形成欠电位沉积而形成液态Mg-Sr合金，从而使得Sr的实际析出电位降低0.5 V左右。在阴极相对电位低于-1.5 V左右时，Mg会析出，当阴极相对电位低于-2.0 V时，Mg和Sr会共析出。在Mg和Sr共析出时，整个电极过程不再是简单的扩散控制。计时电位法研究表明，Mg和Sr产生共电沉积的条件是在MgCl₂浓度分别为2%、5%和10%(质量分数)的熔盐中，阴极电流密度分别为超过0.71、1.57和2.83 A/cm²。

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2014年, 第24卷, 第5期　刊出日期：2014-05-25

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