中国有色金属学报（英文版）

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王乃光,王日初,彭超群,胡程旺,冯艳,彭兵

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2427-2439.

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镁是一种极有应用前景的化学电源阳极材料。理论上，金属镁在放电过程中能提供较负的放电电位和较大的比容量。但在实际使用过程中，一些因素严重影响镁与生俱来的优异放电性能，如覆盖在阳极表面的放电产物、析氢副反应和金属颗粒的脱落等。阐述镁作为阳极在不同化学电源中的应用，并分析提高镁放电性能的途径。

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金属泡沫夹芯梁的压入力学行为

秦庆华,张建勋,王正锦,李慧敏,郭丹

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2440-2446.

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研究集中载荷作用下金属泡沫夹芯梁的准静态压入力学行为。考虑到夹芯梁表板弯曲和拉伸的相互作用，提出了一个金属泡沫夹芯梁局部压入大挠度变形行为的新理论模型，并详细讨论芯材剪切对局部压入行为的影响。为了验证理论模型的有效性，对夹芯梁的局部压入行为进行有限元数值模拟，理论预测结果与有限元模拟结果吻合得很好。结果表明：当压入挠度超过夹芯梁表板厚度后，塑性膜力控制着夹芯梁的局部压入行为。

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等径通道挤压铝在较宽温度和应变率下的单轴压缩行为

汤忠斌,索涛,张部声,李玉龙,赵峰,范学领

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2447-2452.

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在较宽温度和应变率范围内，对等径通道挤压(ECAP)方法制备的超细晶铝进行单轴压缩试验，研究温度对流动应力、应变硬化率和应变率敏感性的影响。结果表明：ECAP铝与粗晶粒度铝相比，温度对其流动应力和应变率敏感性的影响更大，超细晶铝的温度敏感性较粗晶粒度铝弱。根据试验结果，估计了不同温度和应变率下的表观激活体积。ECAP铝在准静态应变率下，与林位错相互作用是主导的热激活机制，而粘曳在高应变率下起着更重要的作用。

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均匀化和深冷处理对3104铝合金变形行为的影响

张文达,白培康,杨晶,徐宏,党惊知,杜振民

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2453-2458.

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利用电子万能拉伸试验机、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究3104铝合金经不同复合热处理制度(深冷处理+均匀化处理)处理后的力学性能和变形特征。先经深冷处理再均匀化处理的试样具有优异的综合力学性能，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别比仅经常规均匀化处理的试样提高了29%、41%和11%。经均匀化处理的试样的应力-应变曲线出现Portevin-Le Chatelier效应，而仅经受深冷处理的试样没有出现Portevin-Le Chatelier效应。这表明先深冷处理再均匀化处理可以促进3104铝合金中第二相弥散析出，大量细小、均匀分布的沉淀相强化了溶质原子对位错的钉扎效应，提高了3104铝合金的临界应变值。

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搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金接头的疲劳裂纹扩展

P. SIVARAJ, D. KANAGARAJAN, V. BALASUBRAMANIAN

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2459-2467.

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研究12 mm厚AA7075-T651铝合金板搅拌摩擦焊接头的疲劳裂纹扩展行为。从搅拌摩擦焊接头以及母材中截取试样，对试样进行疲劳裂纹扩展实验。对搅拌摩擦焊接头以及母材的横向拉伸性能进行评估。用光学显微镜和透射电镜分析焊接接头的显微组织。用扫描电镜观察试样的断裂表面。与母材相比，焊接接头的ΔK_cr降低了10×10^-3 MPa·m^1/2。搅拌摩擦焊AA7075-T651接头的疲劳寿命明显低于母材的，其原因可归结于焊缝区的析出相在搅拌摩擦焊接过程中的溶解。

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35%SiC_p/2024A1复合材料的热变形行为

郝世明,谢敬佩,王爱琴,王文焱,李继文,孙浩亮

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2468-2474.

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采用Gleeble-1500D热模拟试验机，对35%SiC_p/2024A1复合材料在温度350~500 °C、应变速率0.01~10 s^-1的条件下进行热压缩试验，研究该复合材料的热变形行为与热加工特征，建立热变形本构方程和加工图。结果表明，35%SiC_p/2024A1复合材料的流变应力随着温度的升高而降低，随着应变速率的增大而升高，说明该复合材料是正应变速率敏感材料，其热压缩变形时的流变应力可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述；在本实验条件下平均热变形激活能为225.4 kJ/mol。为了证实其潜在的可加工性，对加工图中的稳定区和失稳区进行标识，并通过微观组织得到验证。综合考虑热加工图和显微组织，得到变形温度500 °C、应变速率 0.1~1 s^-1是复合材料适宜的热变形条件。

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气雾化Al-Zn-Mg-Cu-Zr粉在半固态轧制过程中显微组织的演变

李凤仙,刘允中,易健宏

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2475-2481.

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在H₂气氛下，采用半固态轧制工艺将Al-5.8Zn-1.63Mg-2.22Cu-0.12Zr(质量分数)粉末成功轧制成相对密度为76.1%~88.0%的生带材。分析了温度对生带材显微组织和力学性能的影响规律。当轧制温度由580 °C上升到 610 °C时，加速了原始颗粒边界和内部孔洞的消失、粒子的扩散、晶界的变化；显微组织演变的机制由致密为主的阶段转变为以晶粒粗化为主的阶段；η(MgZn₂)相的数量在减少，更多的Al₂Cu粒子在晶界处析出。获得了Al-5.8Zn-1.63Mg-2.22Cu-0.12Zr (质量分数)粉末的最佳半固态轧制温度。当液相分数为53%~67%时可以制备出具有较高密度的生带材。该研究有助于采用半固态轧制将金属粉末制备出性能较好的带材。

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复合铸造工艺参数对A356-SiC_p复合材料显微组织和拉伸性能的影响

Hamed KHOSRAVI, Hamed BAKHSHI, Erfan SALAHINEJAD

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2482-2488.

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研究复合铸造工艺参数对A356-SiCp复合材料微观结构特征和拉伸性能的影响。在590、600 和 610 °C的温度条件下，分别以200, 400 和 600 r/min的速度对样品进行半固态搅拌，搅拌时间分别为10、20和30 min。分析SiC颗粒在基体材料中的分布、样品的孔隙率和拉伸性能。结果表明，通过增加搅拌时间和降低搅拌温度，可以提升颗粒分布的均匀性，然而，随着搅拌速度的提高，颗粒分布的均匀性呈先上升后下降的趋势。同时还发现，通过增大所有的工艺参数，孔隙率得到了提高。从抗拉特性来看，最佳的搅拌速度、温度和时间分别为400 r/min、 590 °C 和 30 min。与孔隙率相比，增强相分布均匀性对拉伸性能的影响更有优势。

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可熔振动头式机械振动细化 Al-5%Cu铝合金晶粒

郭洪民,章爱生,杨湘杰,严明明

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2489-2496.

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介绍一种机械振动细化凝固组织的工艺，振动能量由振动头直接导入熔体，该振动头在振动过程中熔化。研究振动加速度和质量比对Al-5%Cu合金微观组织的影响。结果表明：该机械振动可实现熔体内部冷却，冷却速度取决于振动加速度；若在振动过程中，熔体的温度保持在液相线温度以上，该机械振动很难实现晶粒细化；若在凝固初期阶段施加机械振动，凝固组织可以被有效细化。另外，探讨了在机械振动条件下，凝固组织细化的基本机理。

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Ce、Y 和Gd对Mg-3Sn-2Sr镁合金铸态组织和力学性能的影响

杨明波,侯梦丹,张佳,潘复生

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2497-2506.

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通过扫描电镜、X射线衍射、差热分析以及抗拉和蠕变性能测试等手段，调查和比较了Ce、Y 和Gd对Mg-3Sn-2Sr镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明：Mg-3Sn-2Sr三元合金主要由a-Mg、初生和共晶SrMgSn 以及Mg₂Sn相组成。当添加1.0%Ce、1.0%Y 和1.0%Gd到Mg-3Sn-2Sr合金后，合金中分别形成了Mg₁₂Ce、YMgSn、GdMgSn 和/或 Mg₁₇Sr₂相。同时，合金中初生SrMgSn相的形成被抑制，且呈针状的粗大初生SrMgSn相也被变质和细化。此外，添加1.0%Ce、1.0%Y 和1.0%Gd均能同时改善Mg-3Sn-2Sr合金的抗拉性能和蠕变性能。在含Ce、Y 和Gd合金中，含Ce合金的抗拉性能相对较含Y 和含Gd合金的高。

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焊接电流对涂覆TiO₂活性剂AZ31镁合金TIG焊的影响

沈骏,翟大军,刘凯,曹中明

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2507-2515.

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研究焊接电流对涂覆TiO₂活性剂AZ31镁合金板材活性钨极氩弧焊(A-TIG)焊接接头的宏观形貌、微观结构和力学性能的影响。实验结果表明，随着焊接电流的增加，焊缝的熔深和熔宽比增加，涂覆TiO₂的焊缝表面形貌逐渐恶化；焊缝中 α-Mg 晶粒尺寸增加，颗粒状β-Mg₁₇Al₁₂数量增多。与普通的TIG焊相比，A-TIG焊缝熔深明显增加并且晶粒尺寸粗化。当焊接电流小于130 A时，涂覆TiO₂焊接接头的极限抗拉强度值随着焊接电流的增加而增加，当焊接电流超过130 A时其抗拉强度值开始下降；焊缝热影响区和熔合区的平均显微硬度随着焊接电流的增加逐渐降低。

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表面涂覆含氟羟基磷灰石和缺钙羟基磷灰石的镁合金体外降解行为

H.R.BAKHSHESHI-RAD,E.HAMZAH,M.DAROONPARVAR,M.A.M.YAJID,M.KASIRI-ASGARANI,M.R.ABDUL-KADIR,M.MEDRAJ

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2516-2528.

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通过电化学沉积方法，在生物降解镁合金表面覆盖含氟羟基磷灰石(FHA)涂层和缺钙羟基磷灰石(CDHA)涂层。采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱研究涂层特性。结果表明：涂覆纳米FHA涂层的样品具有垂直于样品表面的纳米针状结构，比涂覆CDHA涂层样品的结构更致密和更均匀。纳米FHA涂层比纳米CDHA涂层具有更小的晶粒尺寸，分别为65 nm 和95 nm。然而，CDHA涂层比FHA涂层更厚，厚度分别为19 μm 和15 μm。通过极化、浸泡和析氢实验研究的腐蚀行为表明：纳米FHA涂层和纳米CDHA涂层显著降低腐蚀速率并引起钝化。纳米FHA和纳米CDHA涂层可以加速骨状磷灰石层的形成，相比未覆盖的镁合金可以显著减少溶出速率。纳米FHA涂层能对镁合金提供有效的防护并具有更高的腐蚀性能。因此，覆盖纳米FHA涂层的镁合金在整形外科领域具有良好的应用前景。

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表面纳米化对β型钛合金耐腐蚀性能的影响

金磊,崔文芳,宋秀,刘刚,周廉,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2529-2535.

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采用表面机械研磨处理(SMAT)方法对医用β型 TiNbZrFe合金表面处理60 min，研究表面纳米化对TiNbZrFe合金在生理环境下耐腐蚀性能的影响。采用TEM观察表层纳米晶微观结构特征，采用电化学方法研究表面为粗晶与纳米晶的TiNbZrFe合金在0.9% NaCl和0.2% NaF溶液环境下的电化学行为。结果表明：TiNbZrFe合金表面形成深度约30 μm的纳米晶层，纳米晶尺寸为10~30 nm。在0.9% NaCl和0.2% NaF腐蚀环境下，与粗晶表面相比，表面为纳米晶的合金表现出较高的电阻、较正的自腐蚀电位以及较低的自腐蚀电流密度。合金耐腐蚀性能的提高主要归因于在纳米化的TiNbZrFe合金表面能够快速形成致密且稳定的钝化膜。

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镍基单晶高温合金在不同条件下的蠕变性能和组织演化

史振学,李嘉荣,刘世忠,王效光

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2536-2543.

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研究[001]取向的镍基单晶高温合金在不同测试条件下的蠕变性能，采用扫描电镜和透射电镜研究合金蠕变断裂后的γ′相、TCP相和位错组织演化特征。结果表明：合金具有良好的蠕变性能，蠕变曲线显示出两种不同的蠕变变形特征。在(760 °C, 600 MPa)、(850 °C, 550 MPa)条件下，蠕变第一阶段较长；在(980 °C, 250 MPa)、(1070 °C, 140 MPa)和(1100 °C, 120 MPa)条件下，蠕变第一阶段很短。蠕变断裂后，在(760 °C, 600 MPa)条件下γ′相形态变化不大；在(850 °C, 550 MPa)条件下γ′相已经合并长大；在(980 °C, 250 MPa)条件下基体γ被γ′相包围；在(1070 °C, 140 MPa)条件下基体γ不再连续；在(1100 °C, 120 MPa)条件下基体γ厚度进一步增加。在(760 °C, 600 MPa)、(850 °C, 550 MPa)和(980 °C, 250 MPa)条件下合金无TCP相析出，而在(1070 °C, 140 MPa)和(1100 °C, 120 MPa)条件下有针状TCP相析出。在低温高应力下，变形特征为位错包括层错的剪切机制；在高温低应力下为位错绕过机制，并在γ/γ′相界面形成位错网。

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热挤压及热处理对镍基高温合金显微组织的影响

刘琛仄,刘锋,黄岚,江亮

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2544-2553.

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研究热挤压以及热处理对镍基高温合金FGH96原始颗粒边界(PPB)、γ′相、MC型碳化物及γ基体的影响。结果表明：PPB是由大的γ′相、MC型碳化物和少量的氧化物构成。可通过热挤压将γ′相尺寸由微米级细化到纳米级，并达到消除PPB的效果。热挤压态FGH96合金的晶粒长大激活能为402.6 kJ/mol，表明在低于γ′相完全溶解的温度时，晶粒长大受到γ′相的抑制。在稍高于γ′相完全溶解的温度时，MC型碳化物起到钉扎晶界的作用并阻碍晶粒异常长大。

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Cu/W-Ni/Ni多中间层的钨/钢扩散连接

杨宗辉,沈以赴,王志阳,成家林

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2554-2558.

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采用铜箔/90W-10Ni(质量分数)混合粉末/镍箔多中间层，在加压5 MPa、连接温度1150 °C、保温60 min的工艺条件下，对纯钨(W)和0Cr13Al铁素体不锈钢进行真空扩散连接。利用SEM、EDS、电子万能试验机及水淬热震实验等手段研究接头的微观组织、成分分布、断口特征、力学性能及抗热震性能。结果表明，连接接头由钨母材/Cu-Ni合金层/W-Ni复合材料层/镍层/钢母材五部分组成。接头中的W-Ni复合材料层由90W-10Ni混合粉末固相烧结而生成，其组织均匀、致密。W-Ni复合材料层与钨母材以瞬间液相扩散连接机制来实现良好结合。接头剪切强度达到256 MPa，断裂均发生在W-Ni复合材料层与镍层的结合区域，断口形貌呈现为韧性断裂。经过60次700 °C至室温的水淬热震测试，接头无裂纹出现。

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AISI M2钢上磁控溅射TiN、TiAlN和 TiAlVN薄膜的显微结构

王翠凤,欧士辅,邱锡荣

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2559-2565.

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为了研究Al和V掺杂对TiN薄膜微结构的影响，用磁控溅射法在AISI M2高速钢上沉积TiN、TiAlN和TiAlVN薄膜。采用XRD、SEM和TEM对薄膜的显微结构进行表征。结果表明，TiN薄膜中掺杂Al引起了晶格常数的降低，TiAlN中掺杂V则导致晶格常数的增加。另外，TiN、TiAlN和TiAlVN薄膜的生长形态显示，添加Al和V有改善柱状结构的倾向。在TiN、TiAlN和TiAlVN薄膜中鉴定出(111)和(200)晶向，ε(Fe₃N-Fe₂N)相的存在是因为薄膜中存在少量的Fe。TiAlN和TiAlVN薄膜夹层具有择优取向。在TiAlN和TiAlVN薄膜中观察到(111)和(200)晶向的织构(柱状)结构，在TiAlVN/M2夹层和回火马氏体之间存在 _α_-Ti//(110)_T.M的位向关系。

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TiC颗粒增强镍基合金复合涂层的摩擦学性能及磨损预测模型

谭业发,何龙,王小龙,洪翔,王伟刚

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2566-2573.

摘要 ( )

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运用等离子喷涂技术在铝合金表面制备TiC_P/镍基合金复合涂层，研究干摩擦条件下载荷、速度和温度对复合涂层摩擦磨损行为与机理的影响规律；建立了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的复合涂层磨损预测模型。结果表明：在不同摩擦条件下，TiC_P/镍基合金复合涂层的摩擦因数和磨损质量均低于镍基合金涂层。LS-SVM模型对摩擦因数和磨损失重的预测时间仅为BP-ANN模型的12.93%，其预测精度分别比BP-ANN模型提高了58.74%和41.87%，可有效预测干摩擦条件下TiC_P/镍基合金复合涂层的摩擦磨损行为。

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玻璃包覆FeSiBNbCu非晶丝的微波吸收性能

王晓冬,刘景顺,秦发祥,王欢,邢大伟,孙剑飞

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2574-2580.

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制备以石蜡为基体并具有玻璃包覆Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁非晶丝不同填充比的同轴介电样品，在相对较高的微波吸收频段(2~18 GHz)下研究短丝填充比(质量分数3%~9%)和样品厚度(1~7 mm)对同轴介电样品的微波吸收性能的影响规律。采用X射线衍射谱(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微分析(SEM)和矢量网格分析仪(SNA)表征材料的微结构并评价其吸波性能。结果表明，不同填充比的同轴介电样品的复磁导率和复介电常数存在重要的频率范围(6~18 GHz)。模拟结果显示，具有3 mm厚度和7%填充比的样品具有较好的微波吸收性能，其反射率在14 GHz时达到峰值-34 dB。这对于开发具有更宽微波吸收范围应用的微丝介电材料是十分有益的。

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多孔钛表面TiO₂纳米管的阳极氧化制备及光催化性能

曹国剑,崔博,王文奇,唐光泽,冯义成,王丽萍

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2581-2587.

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对多孔钛表面制备TiO₂纳米管的阳极氧化工艺进行研究。在两种电解质溶液中采用阳极氧化法分别对多孔钛和钛箔进行表面处理。一种电解质溶液是含有0.5%HF的冰醋酸，另一种电解质溶液是含有0.5%NH₄F(质量分数)的乙二醇溶液(醇水体积比4:1)。结果表明：两种方法在钛箔上都可以生成TiO₂纳米管，而多孔钛表面只能在NH₄F电解质溶液中生成纳米管，HF溶液中过高的电流密度是纳米管在多孔钛基体上难以生成的主要原因。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对不同基体上的TiO₂纳米管进行表征，相比钛箔基体上的纳米管管壁，多孔钛上的纳米管管壁更薄。对所制备的TiO₂热处理研究表明，锐钛矿相在400 °C时形成，并在700 °C完全转变为金红石相。经450 °C热处理样品的光催化性能最好。光催化性能也受到多孔钛孔隙率的影响，在孔隙率为60%时光催化性能最好。

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ZnSe微球在不同水热条件下的制备与表征

段雨露,姚生莲,戴诚,刘小鹤,徐国富,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2588-2597.

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以Zn(NO₃)₂·6H₂O和Na₂SeO₃作为原料, 通过水热法制备ZnSe纳米晶。探讨了水热反应温度、反应时间、NaOH浓度和N₂H₄·H₂O的添加量对最终产物的相组成、显微形貌和颗粒尺寸的影响，并借助XRD、SEM、TEM、PL等测试手段对产物的相组成、显微形貌和颗粒尺寸进行表征。添加20 mL 1 mol/L NaOH溶液和10 mL N₂H₄·H₂O溶液，在180 °C的温度下水热反应4 h 制备的产物主要是立方闪锌矿结构的ZnSe微球，所得的ZnSe微球从内到外是由平均尺寸约20 nm的ZnSe纳米晶组成。结果表明：较低的水热温度和较短的反应时间都不利于得到结晶好的纯相ZnSe，产物结晶性不好，而且还会产生杂相和有较多缺陷。添加适量浓度的NaOH和水合肼才能确保得到形貌均匀、发光性能好的ZnSe微球。

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时效对TiNiCr形状记忆合金马氏体相变与超弹性的影响

佟运祥,刘珺婷,陈枫,梁楚锜,田兵,李莉,郑玉峰,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2598-2605.

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通过X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微观察(TEM)、差式扫描量热分析(DSC)与拉伸实验研究时效处理对Ti_48.4Ni_51.1Cr_0.5合金显微组织、马氏体相变与超弹性的影响规律与机制。经400 °C 时效处理30 min后，合金中形成Ti₃Ni₄析出相。当时效温度介于400 °C和500 °C之间时，合金表现出两步马氏体相变。经时效处理的Ti_48.4Ni_51.1Cr_0.5合金在室温下表现出优异的超弹性。随时效温度自300°C升高到450 °C，超弹性恢复率增加。继续升高时效温度，恢复率下降。超弹性应力滞后表现出相反的变化趋势。通过分析Ti₃Ni₄析出相随时效处理的演化规律解释了时效处理与马氏体相变和超弹性之间的关系。

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聚合物膜上的微尺度金属导线在力电耦合作用下的屈曲行为

王庆华,岸本哲,谢惠民,李艳杰,吴丹

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2606-2611.

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研究一种典型的微尺度康铜线/聚合物膜结构在力电耦合作用下的屈曲行为。根据卸载后康铜线从聚合物基底上屈曲的现象，评估康铜线与聚合物基底间的界面韧性。此外，力电耦合作用还会诱发新的失稳模态。在电载荷和拉伸载荷作用下，康铜线易在屈曲时发生断裂。在电载荷和压缩载荷作用下，康铜线易在屈曲区域的顶部发生折叠，偶尔还会向聚合物基底内部方向发生屈曲。分析了这些失稳模态的产生机理。

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基于小波包变换的拟合非光滑目标谱的地震波生成

彭康,王泽伟,孙晶晶

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2612-2617.

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地震时程分析中需要使用符合规范的目标反应谱的地震记录，而以往的拟合目标谱的方法大多是针对目标谱为光滑曲线的情况的。在许多情况下，用单一的确定的反应谱，往往需要拟合不光滑的目标谱。给出一种基于小波包变换的、能够很好地拟合非光滑目标谱的地震时程调整方法。经过观察，发现地震记录经过小波包分解后的成分的频带中心频率与小波包成分的反应谱的峰值频率存在一定的偏差。基于这个现象给出了5个选择迭代点的策略，通过两个计算实例比较了这5个策略的效果。结果表明，以小波包成分的反应谱的峰值频率作为迭代点的策略能获得很好的拟合效果，并且在迭代过程中稳定趋向收敛，能很好地适用于不光滑目标谱的拟合。

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改进的Malkmus带模式晴空大气透射率计算方法

王琪洁,张勇,刘小力

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2618-2626.

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Malkmus带模式在气候研究以及遥感应用中具有较高的应用价值，然而其计算精度不高。针对该问题，引入修正量对Malkmus模型进行改进。实验采用HITRAN2008谱线数据和美国空军地球物理实验室（AFGL）提供的6种大气模式计算垂直路径大气分子的透射率数据。在不同的大气模式下，以MODTRAN计算结果为参考标准，利用最小二乘拟合得到修正量并将其用于大气透射率补偿。相对于传统Malkmus模型，改进模型的透射率精度提高了1~2个数量级。结果表明，本方法不仅能有效地提高模型计算精度，而且适用于不同的大气模式和大气分子。

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中国高潜水位沉陷区采煤废弃物复垦农田的土壤特征

程伟,卞正富,董霁红,雷少刚

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2627-2635.

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为了研究充填介质对中国东部高潜水位采煤塌陷区复垦土壤特征的影响，对采用煤矸石或粉煤灰作为充填介质形成的复垦土壤化学和微生物指标进行分析。结果表明，充填介质粉煤灰的存在能显著提高复垦土壤中pH值和含水率；在0~10 cm、10~20 cm、20~50 cm土壤层，采用粉煤灰形成的复垦土壤 MBC、MBN、MBC/ TOC的比率高于采用煤矸石形成的复垦土壤；采用煤矸石作为充填介质形成的复垦土壤中，重金属As和Cr含量、土壤微生物碳氮比、呼吸熵等高于对照土壤和粉煤灰充填形成的复垦土壤；主成分分析表明，充填土壤中重金属含量、土壤微生物量和土壤酶活性能代表大部分复垦土壤特征。

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基于神经网络集成的洪灾损失快速评估

刘小生,胡啸,王婷丽

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2636-2641.

摘要 ( )

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针对传统洪灾损失评估存在精度低、速度慢等问题，首先提出基于神经网络集成的洪灾损失评估方法技术路线；其次，以鄱阳湖区某县为研究对象，运用层次分析法对影响该研究区域的洪灾损失评估指标进行分析和提取，并对影响因子的权重进行分配；然后，研究神经网络集成模型的个体生成和结论生成的实现方法，并利用C#编程语言和AForge.NET开源框架下的神经网络类库搭建一个能快速构建神经网络集成模型的程序；最后，对该方法进行应用，并将评估结果与实际统计的洪灾损失值进行对比分析，验证该评估方法的可行性，从而为洪灾损失评估提供一种新的方法。

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带空气柱的旋流器内流场的数值和试验研究

崔宝玉,魏德洲,高淑玲,刘文刚,Yu-qingFENG

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2642-2649.

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针对d50 mm水力旋流器内流场，分别进行了基于CFD模拟的数值研究和基于PIV流场测试的试验研究。两种方法对空气柱的研究结果均表明，空气柱在0.7 s左右大致成形，且二者所得空气柱具有相似的特征。流场速度特性研究结果显示，在流场矢量图中，涡流被两种研究方法几乎在同一位置捕捉到；CFD模拟和PIV测试所得轴向速度分布结果也高度一致。用CFD数值研究的方法考察不同参数对流场切向速度和轴向速度的影响结果表明，旋流器内切向速度分布符合组合涡特征；给矿流量增大会使流速增大；增大锥角或者溢流口直径，会加快溢流的排出速度；而沉砂口的变化对流速的影响则很小。

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改进Intermig桨固液浆态搅拌槽的实验和CFD研究

赵洪亮,张子木,张廷安,刘燕,顾松青,张超

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2650-2659.

摘要 ( )

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改进Intermig桨已经被应用到国内的种分设备中，其在促进了氧化铝颗粒的悬浮和混合的同时，搅拌功率也得到大幅度降低。采用计算流体力学和水模型实验相结合的方法研究改进Intermig桨固液搅拌体系中的流场、固含、云高度、临界悬浮转速以及功率消耗情况。与标准的Intermig桨相比，改进后的Intermig桨改善了槽内循环流的发展，促进了颗粒的悬浮，功率消耗也得到幅度降低。桨叶离地距离越低越有利于颗粒的悬浮与分散，并采用功率判据得到了颗粒悬浮的临界搅拌转速，同时采用数值模拟预测的结果与实验结果吻合较好。

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湿法炼锌置换柱式净化装置传质过程

周萍,李冬梅,陈卓

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2660-2664.

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浸出液中铜、镉的净化是湿法炼锌中的重要步骤。提出一种置换柱式净化装置，并对其净化规律及传质系数进行实验研究。结果表明，净化效率随着锌粉粒径的减小及浸出液流速的减小而增大，若结构参数和操作参数使用恰当，净化率可达99%，但所使用的锌粉粒径必须大于0.45 mm。当流速范围为0.05~0.7 cm/s时，置换柱内传质系数k_c为3.94×10^-7~2.76×10^-6 m/s，且k_c随着锌粉粒径的减小及浸出液流速的增大而增大，满足传质准数方程：Sh=0.1069Re^0.5Sc^0.33 (0.3< Re<6)。

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基于机器视觉的再生铜铜含量快速估计系统

张宏伟,葛志强,袁小锋,宋执环,叶凌箭,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2665-2676.

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针对废杂铜再生熔炼过程中铜含量指标离线检测时滞大的问题，提出一个基于机器视觉的铜含量快速检测系统。首先，使用3CCD彩色相机获取再生铜样本的横截面图像。然后，利用图像亮度标准差和边缘像素百分比这两个特征筛选建模样本。改进了颜色向量角，并提取建模铜样本的颜色向量角。最后，利用改进的颜色向量角和实测铜含量数据建立一个基于最小二乘支持向量机的铜含量估计模型。为了对比，如下铜含量最小二乘支持向量回归模型也被建立: 1)仅使用样本筛选方法; 2) 仅改进颜色向量角；3) 不使用样本筛选方法和改进的颜色向量角。另外，还分别建立了使用样本筛选方法和不使用样本筛选方法的两个指数函数铜含量回归模型。实验结果表明，同时使用样本筛选方法和改进颜色向量角的最小二乘支持向量回归模型具有最高的估计准确度，尤其是当建模样本数目较少的时候。

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以白云石和菱镁石的混合物为原料真空铝热还原法炼镁的机理

傅大学,王耀武,彭建平,狄跃忠,陶绍虎,冯乃祥

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2677-2686.

摘要 ( )

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利用SEM和EDS研究真空铝热还原煅白和煅烧菱镁石的混合物炼镁的反应机理。结果表明，根据在温度T时，t时间的还原率η_t与此温度下实验最终获得的还原率η_f的比，将还原过程分为三个阶段：0≤η_t/η_f≤0.43±0.06、0.43±0.06≤η_t/η_f≤0.9±0.02、0.9±0.02≤η_t/η_f <1。第一阶段为铝分别与煅烧菱镁石和煅白反应，主要产物为12CaO·7Al₂O₃和MgO·Al₂O₃，还原速率受化学反应的控制；Ca²⁺伴随熔融铝的扩散和化学反应速度决定了第二阶段的还原速率，CA相是此阶段的主要产物；CA₂相在第三阶段产生，反应速率受Ca²⁺扩散控制。

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熔融钒渣纯氧氧化钙化提钒

宋文臣,李宏,朱福兴,李昆,郑权,

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2687-2694.

摘要 ( )

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在实验室条件下对熔融态钒渣直接氧化钙化提钒新工艺进行研究。在反应过程中利用纯氧氧化，CaO作为添加剂，硫酸浸出熟料。采用XRD、XPS、SEM 及 EDS等手段对钒渣熟料进行分析，考察不同CaO/V₂O₅质量比与硫酸浓度对熟料中钒浸出的影响，并与现行焙烧工艺在能耗方面进行对比。结果表明：钒渣熟料中形成了钒的富集相，钒渣的氧化钙化产物主要为CaV₂O₅和Ca₂V₂O₇，并对钒酸钙的形成机理进行了阐释；XRD和XPS分析得出熔渣中钒的氧化反应在供氧充足的情况下存在一定限制，CaO的增加能促进五价钒在熔渣中的稳定；在优化的实验条件下(CaO/V₂O₅质量比0.6，粒度120~150 μm，浸出时间2 h，浸出温度90 °C，液固比5:1 mL/g，H₂SO₄浓度20%，搅拌强度500 r/min)，钒的浸出率能达到90%；能耗计算得到每处理1000 kg钒渣，利用新工艺可以节约能量1.85×10⁶ kJ。实验与计算结果验证新工艺是一种节能减排的提钒手段。

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NiO/Fe₂O₃湿式行星球磨中的噪声能消耗与效率

姚云,谢刚,侯彦青,李荣兴,罗伟红,彭如振,于站良

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2695-2703.

摘要 ( )

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研究NiO/Fe₂O₃湿式混合与球磨过程中的噪声能消耗、球磨效率及二者之间的关系。结果表明，球磨工艺的最佳工艺参数为：填水率64.10%~85.47%，小/大球个数比360/20，球磨机转速300.9 r/min，填粉率约10.88%，填球率20.53%~23.88%，球磨时间6 h。引入离散元法(DEM)分析球磨过程中噪声能消耗与球磨效率之间的关系，得到噪声能消耗与填球率关系的经验方程。研究表明粉体的平均粒度随着噪声能的消耗而减小，而球磨效率和球碰撞能的利用率则随着噪声能消耗的增加而减小。

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在盐酸介质中巴戟天树叶水性提取物对铝表面腐蚀抑制作用的影响

K. KRISHNAVENI, J. RAVICHANDRAN

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2704-2712.

摘要 ( )

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研究在盐酸介质中巴戟天树叶水性提取物对铝表面腐蚀抑制作用的影响。采用质量损失法和电化学方法研究铝在含巴戟天植物树叶提取物的0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀作用。对缓蚀剂浓度、酸浓度、温度和卤化物离子浓度等参数进行优化。结果表明：提高温度和酸的浓度会降低缓蚀剂的性能。热力学分析表明：铝表面的缓蚀剂分子的吸附服从Langmuir吸附等温线。

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电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层在 3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

蒋穹,缪强,仝飞,徐一,任蓓蕾,刘志梅,姚正军

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2713-2722.

摘要 ( )

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采用电弧喷涂方法在低碳钢表面获得高铝含量的Al-Zn-Si-RE涂层。通过测量Al-Zn-Si-RE涂层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线，腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱，系统地研究涂层的电化学腐蚀行为。通过将测量电化学阻抗谱拟合成等效电路图，研究涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为。结果表明：Al-Zn-Si-RE涂层与Zn-15Al涂层具有相似的极化行为，阳极极化曲线均无钝化特征，仅呈现出活性溶解，但其腐蚀性能优于Zn-15Al涂层。Al-Zn-Si-RE涂层可以给钢基体提供有效的牺牲阳极保护作用，且牺牲阳极保护作用在涂层腐蚀过程中占主导地位。此外，腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱结果表明：在浸泡过程中存在点蚀-溶解-再沉积、活化溶解、阴极保护、腐蚀产物引起的物理屏蔽和涂层失效五个腐蚀阶段。

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磷化/硅酸盐溶胶封闭后处理复合膜的自愈机理

林碧兰,卢锦堂

中国有色金属学报（英文版）. 2014, 24(8): 2723-2728.

摘要 ( )

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通过磷化/硅酸盐溶胶封闭后处理技术，在镀锌钢表面生成完整的复合膜。采用X射线光电子能谱研究复合膜的化学组成。将复合膜用刀片划伤至露出锌层，经中性盐雾(NSS)腐蚀若干时间后，采用SEM和EDS研究划痕表面腐蚀产物的显微组织和化学成分，并与未划伤的腐蚀试样进行对比。探讨复合膜的自愈机理。结果表明，在腐蚀过程中，复合膜溶解出的自愈性离子扩散迁移至划痕表面或缺陷处，与Zn²⁺重新结合生成不溶性化合物，覆盖划痕或缺陷表面。腐蚀产物中含有Si、P、O、Cl和Zn五种元素，为致密细小的针片状，能较好阻滞裸露锌层腐蚀的形成和扩展。复合膜具有良好的自愈性能。

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2014年, 第24卷, 第8期　刊出日期：2014-08-25

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