中国有色金属学报（英文版）

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郑成坤,张卫文,张大童,李元元

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3505-3514.

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研究重力铸造和挤压铸造制备的Al-7.0Zn-2.5Mg-2.1Cu合金(T4态)的显微组织、力学性能和低周疲劳行为。结果表明：挤压铸造制备的合金铸造缺陷较少，二次枝晶间距较小，其静态力学性能明显优于重力铸造制备合金的；挤压铸造制备的合金具有优异的疲劳性能。在较低总应变幅下(小于0.4%)，两种方法制备的合金均呈循环稳定特征；在较高总应变幅下均呈循环硬化特征，且挤压铸造制备的合金循环硬化程度高于重力铸造制备合金的。在重力铸造条件下，疲劳裂纹主要起源于缩松、缩孔处，并且易于沿着这些铸造缺陷扩展；在挤压铸造条件下，裂纹起源于表面和靠近表面处的滑移带、共晶相以及夹杂。

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石油钻杆用高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的显微组织和力学性能

冯春,寿文彬,刘会群,易丹青,冯耀荣,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3515-3522.

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采用维氏硬度测试、拉伸性能测试、透射电子显微镜(TEM)研究3种石油钻杆用Al-Zn-Mg-Cu系合金(合金A: Al-6.9Zn-2.3Mg-1.7Cu-0.3Mn-0.17Cr，合金B: Al-8.0Zn-2.3Mg-2.6Cu-0.2Zr，合金C: Al-8.0Zn-2.3Mg-1.8Cu-0.18Zr)的显微组织和力学性能。结果表明，经(450°C, 2h)+(470°C, 1h)固溶处理及120°C时效12h后，A、B和C 3种合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到736 MPa、695.5 MPa 和 7%; 711 MPa, 674 MPa 和 12.5%; 740.5 MPa, 707.5 MPa 和 13%。合金A的强化相为细小弥散分布的GPII区和η′相；合金B的强化相为η′相；合金C的强化相为GPI区、GPII区和η′相，这是合金C具有较佳综合性能的原因。增加Zn含量有利于提高合金强度；增加Cu含量使合金强度略有下降，伸长率上升；增加Mn含量使合金基体内形成尺寸较大的第二相粒子，从而导致合金塑性的降低。

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铜含量对触变成形Al-Si-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响

M.S.SALLEH,M.Z.OMAR

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3523-3538.

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研究了铜含量对触变Al-6Si-xCu-0.3Mg (x=3,4,5,6, 质量分数，%) 合金显微组织与力学性能的影响。试样在液相分数为50%时进行触变成形，并对部分样品进行T6 热处理。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射、硬度和拉伸测试对样品进行表征。结果表明，冷却倾斜板铸造和触变成形工艺能促进铝基体中细小分散的金属间化合物的形成。与硬模铸造相比，合金的力学性能大幅度提高。随着铜含量的增加，触变成形合金的硬度和拉伸强度提高。热处理触变成形Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为298 MPa、201 MPa和4.5%。而当铜含量增加至6%时，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为361 MPa、274 MPa和1.1%。触变成形Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金的失效形式为韧窝断裂，而当铜含量增加至6%时，失效形式为解理断裂。

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添加铍对A380铝合金显微组织、硬度和拉伸性能的影响

MortezaREJAEIAN,MostafaKARAMOUZ,MasoudEMAMY,MohsenHAJIZAMANI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3539-3545.

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研究铍对A380铝合金显微组织、硬度和拉伸性能的影响。采用传统的铁模铸造制备含铍和不含铍的A380合金。采用扫描电镜和光学显微镜研究合金的显微组织，采用拉伸试验和硬度测试研究合金的力学性能。研究样品的断口形貌，揭示添加铍对断裂机制的影响。结果表明，板状β中间相转变为相对无害的汉字状Be-Fe相，共晶Si相由片状相变为细小相。拉伸强度和伸长率分别从207 MPa和3.7%增加至295 MPa和4.7%。此外，随着铍含量的增加，A380合金的硬度减小。不含铍的A380合金拉伸样品表现为脆性断裂，而含铍合金具有细小韧窝和少量脆性断面。此外，由于添加铍细化了析出相，合金的硬度降低。

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Mn和Sn对Sr变质、Al-5Ti-B晶粒细化Al-7Si-Mg合金显微组织的影响

邱科,王日初,彭超群,王乃光,蔡志勇,张纯

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3546-3552.

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研究Mn与Sn对Sr变质、Al-5Ti-B晶粒细化Al-7Si-Mg合金显微组织的影响。结果表明，合金添加高含量Sr后具有柱状树枝晶结构，Al-5Ti-B晶粒细化剂发生了毒化现象：TiB₂颗粒偏聚在共晶Si区域，并发现Sr金属间化合物在TiB₂颗粒上分布。讨论了Sr毒化现象的机理。此外，添加Mn元素会使合金的富铁相结构从β-Al₅FeSi向α-Al(Mn,Fe)Si转变。随着Mn含量的增加，α-Al(Mn,Fe)Si 相从树枝状转变为树枝状分布的小棒状，最终转变为汉字状结构。透射电镜(TEM)观察显示，Mg相对于Si更倾向于与Sn反应，Mg₂Sn在Si/Si界面或Al/Si界面上析出。

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钠在Al-4.5%Cu合金中的存在形式及不利影响

冯乐,孙益民,赵晓琳,王日明,张凯,杨金钺

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3553-3559.

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通过熔盐向Al-4.5%Cu引入足量的钠，研究钠在Al-Cu合金中的存在形式以及对合金显微组织和抗拉性能的影响。结果表明：钠以单质形式存在于合金晶界中，这种钠降低了基体和CuAl₂相之间的结合力。T6时效处理后，钠导致了微观裂纹的产生和CuAl₂相的残留。抗拉实验的结果显示钠使得合金的断裂方式由韧窝断裂向晶间断裂转变，这导致了合金性能的急剧降低。

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DC铸造7085铝合金在均匀化过程中的组织演变

史运嘉,潘清林,李梦佳,刘志铭,黄志其

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3560-3568.

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采用光学显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析、DSC分析及X射线衍射等手段研究DC铸造7085铝合金均匀化态显微组织的演变。结果表明，7085铝合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析，晶界处存在大量的共晶显微组织及共晶相。共晶α(Al)+T(AlZnMgCu)显微组织在均匀化过程中逐渐溶入基体中。金属间相S(Al₂CuMg)沿共晶组织形成长大，并在460 °C、24 h的均匀化处理下完全溶入基体中。7085铝合金的原始共晶结构的演变包括α+T共晶显微组织的溶解、T相向S相的转变及S相的溶解。最佳的均匀化制度为470 °C、24 h。

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粉末冶金制备Al2024/SiC功能梯度复合材料的显微组织表征和力学性能

F. ERDEMIR, A. CANAKCI, T. VAROL

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3569-3577.

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采用粉末冶金和热压技术制备了不同梯度层数和不同SiC含量的Al2024/SiC功能梯度材料。研究了梯度层数和SiC含量对Al2024/SiC功能梯度材料显微组织和力学性能的影响。XRD和SEM-EDX分析表明Al和SiC为复合材料的主要成分，同时还有Al₄C₃、CuAl₂和CuMgAl₂等其他成分。表层含有40% SiC的两层Al2024/SiC功能梯度材料具有最高的抗弯强度，为1400 MPa。显微硬度的降低和孔隙率的变化与SiC含量和金属间化合物的形成有关。结果表明，显微硬度的增加和金属间化合物的形成对复合材料力学性能的提高起重要作用。

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片状粉末冶金碳纳米管增强铝基复合材料的热变形及加工图

何维均,李春红,栾佰峰,邱日盛,王柯,李志强,刘庆

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3578-3584.

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采用Gleeble-3500D 热模拟试验机在300~550 °C，0.001~10 s^-1条件下开展了CNTs/Al复合材料热变形行为研究，并基于真应力-应变曲线计算得到了CNTs/Al复合材料在不同应变时的热加工图。利用电子背散射技术分析了变形前后的显微组织。实验结果表明，在设定的温度下，流变应力随着应变速率的增高而增高，而在设定的应变速率下，流变应力随着温度的增高而降低。在高应变速率条件下，可以获得完全再结晶组织。而在低应变速率条件下，只有部分再结晶，主要的软化机制为动态回复。在本研究所采用的实验条件下，CNTs/Al复合材料的热变形最优加工工艺参数为500~550 °C，10 s^-1。

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不同轧制工艺参数条件下AZ31镁合金孪晶和织构的演变规律及其对力学性能的影响

刘迪,刘祖岩,王尔德

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3585-3594.

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为了考察轧制工艺参数对板材显微组织和力学性能的影响，通过不同温度和轧制变形量的热轧工艺得到具有不同晶粒尺寸、基面织构强度和孪晶类型的AZ31镁合金轧制板材。拉伸孪晶、压缩孪晶和双孪晶的体积分数与AZ31镁合金轧制板材的晶粒尺寸有关。当轧制温度为523 K、轧制变形量为10%时轧制得到的板材，三种类型孪晶的体积分数最高，此时晶粒尺寸最大。在轧制温度分别为523和473 K时，板材发生完全动态再结晶的临界变形量分别为30%和40%。拉伸实验结果表明：随着轧制变形量的增加，在第一阶段，轧制后板材屈服强度的提高主要依赖于晶粒细化强化和织构强化；当晶粒尺寸随变形量的增加不再发生明显的细化时，板材的屈服强度主要受织构弱化的影响。

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AZ31镁合金在以孪生主导的塑性变形中力学行为的模拟

王志强,Adrien CHAPUIS,刘庆

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3595-3603.

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从实验和黏塑性自洽(VPSC)模拟两个方面定量分析具有织构的AZ31镁合金中孪晶数量及其与应力-应变曲线的关系。沿着两个不同的方向进行压缩以启动拉伸或者压缩孪生。拉伸孪晶在塑性变形的初始阶段形核并且长大到完全吞并母体。当沿着法向压缩时，孪生和 - 二次孪生在应变量为0.05时开始启动，并且这些孪晶的数量一直增加直到材料断裂，即应变量大于0.15。当沿着横向压缩应变量为0.06时，也会启动孪生和 - 二次孪生，然后在已经完全发生孪生的晶粒中大量启动。应用适当的参数，VPSC 模型可以准确地判断拉伸孪晶、压缩孪晶和二次孪晶的启动和流动应力以及变形织构。从模拟中可以看出，孪生和滑移具有相同的硬化参数。

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预应变和热处理对AZ31镁合金形变行为的影响

陈红兵,刘天模,卢立伟,何杰军,翟彦博

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3604-3610.

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对挤压态AZ31镁合金进行预压缩和热处理，研究预压缩和热处理对其形变行为的影响。结果表明：在低温下退火(170 °C退火4 h)，试样经过退火处理或未经退火处理的几乎具有相等的屈服强度(~148 MPa)，这是由于它们的显微组织几乎没有变化。然而在相同退火条件下，经预压缩并退火的试样的屈服强度(~225 MPa)高于只有预压缩试样的屈服强度(~200 MPa)。由于溶质原子在孪晶界偏析引起强化，前者显示出退火硬化效应。预压缩试样在400 °C退火1 h后，其伸长率(~28%)高于预压缩试样的伸长率(~15%)，但其屈服强度(~125 MPa)低于预压缩试样的屈服强度(~200 MPa)。

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温度及应变速率对NZ31镁合金锯齿流变类型转变的影响

王文辉,吴迪,陈荣石,娄长胜

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3611-3617.

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将固溶处理后的NZ31镁合金在不同温度及应变速率下进行拉伸实验，研究温度及应变速率对锯齿流变(Portevin-Le Chatelier效应)特征的影响。合金的锯齿流变行为出现在温度为150到250 °C之间，在250 °C时表现最剧烈，并且在晶粒内部可以发现特定取向的滑移带。随着温度的升高或应变速率的降低，锯齿流变类型由A型逐渐转变成C型。单个A型锯齿可划分为局部钉扎、完全钉扎和脱钉三个阶段。当温度升高或者应变速率降低时，溶质原子钉扎能力的增强会促进完全钉扎阶段的形成或者抑制脱钉阶段的发生，从而引起锯齿类型的转变。

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AZ80-1%Y镁合金在低频电磁铸造过程中的传热行为

宝磊,张志强,乐启炽,茹利利,崔建忠

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3618-3624.

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利用原位测温手段研究AZ80-1%Y镁合金在低频电磁铸造和直冷铸造中的传热行为。结果表明，在低频电磁铸造过程中，低频电磁场使熔体产生强制对流，从而使凝固速度和温度场更加均匀。强制对流还可有效地改善锭坯的微观组织并降低锭坯边部和中心组织的不均匀性。电磁场的频率、励磁电流和铸造温度均对传热行为有较大的影响。对于实验合金，理想的电磁参数为频率20 Hz和励磁电流60 A。

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应用响应曲面法优化摩擦焊接Ti-6Al-4V和SS304L工艺参数

R.KUMAR,M.BALASUBRAMANIAN

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3625-3633.

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提出了摩擦焊接过程中近优化设置工艺参数。基于不同的输入参数，如摩擦压力、摩擦时间、顶锻压力和顶锻时间及输出参数，如拉伸强度、硬度和材料损耗，成功获得摩擦焊接工艺。采用夹层技术，通过摩擦焊接工艺，连接Ti-6Al-4V和SS304L。采用响应曲面法和Box-Behnken设计确定实验次数并证实优化工艺参数，以得到更好的接头强度。结果很令人满意。在摩擦压力为12 N/mm²、顶锻压力为40 N/mm²、摩擦时间为1.2 s、定锻时间为7 s的条件下，得到接头强度为523 MPa。

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以双(2-氨基烟酸)铜(II)微晶片为原料制备介孔结构CuO纳米颗粒的光催化性能

AzadehTADJARODI,OmidAKHAVAN,KeyvanBIJANZAD

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3634-3642.

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基于铜络合物的分解性质，提出一种制备具有介孔结构CuO纳米颗粒的简易方法。通过2-氨基烟酸(Hanic)与硝酸铜(II)反应，制备一种具有微晶片行貌的新型铜络合物[Cu(anic)₂]·0.75H₂O(anic=2-氨基烟酸根)。元素分析和傅里叶红外光谱(FTIR)分析结果表明，该铜络合物的化学组成为CuC₁₂H_11.5N₄O_4.75。铜络合物在550 °C烧结4 h后由微晶片结构转变为具有介孔结构的CuO纳米颗粒。经烧结过程后，铜络合物中归属于2-氨基烟酸盐的FTIR吸收峰完全消失，证明形成了CuO。XRD分析结果亦证明生成了CuO纯晶。SEM结果表明，CuO纳米颗粒的平均晶粒尺寸为75 mm。CuO纳米颗粒的漫反射光谱分析结果表明，其带隙能约为1.58 eV。在H₂O₂存在及经光照射5 h后，CuO纳米颗粒对罗丹明B的催化降解率达到100%。以上结果表明，所制得的CuO纳米颗粒是一种用于水处理的高效光催化剂。

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溶液中制备Cu₂O@Cu₂O核壳纳米颗粒及其向Cu₂O@Cu核壳纳米颗粒的转化

杨爱玲,李顺嫔,王玉金,王乐乐,包西昌,杨仁强

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3643-3650.

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在溶液中制备Cu₂O@Cu₂O核壳结构纳米颗粒。在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和过量还原剂抗环血酸(AA)作用下，发现Cu₂O@Cu₂O纳米颗粒在室温下易转化为Cu₂O@Cu纳米颗粒的有趣现象。采用XRD、TEM、消光谱表征纳米颗粒的组分、结构、形貌及消光特性。不同壳厚的Cu₂O@Cu纳米颗粒由于金属表面等离子体表现出光学调谐特性，但Cu₂O@Cu₂O纳米颗粒没有此特性。FTIR结果表明，Cu₂O壳表面的Cu⁺与PVP中的N及O结合，进一步被过量的AA还原成Cu并在Cu₂O纳晶表面成核。随着还原的进行，PVP与Cu结合直到Cu₂O壳中所有Cu源消耗殆尽。

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低温熔盐法制备α-Fe₂O₃@SnO₂核壳结构纳米颗粒

刘刚,孙维佳,唐莎莎,梁叔全,刘军

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3651-3656.

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采用一种经济有效的非碳纳米包覆技术制备超细SnO₂颗粒包覆α-Fe₂O₃核壳形式的纳米结构材料。这种技术仅涉及两步低温(300 °C)熔盐反应。相对于纯的α-Fe₂O₃纳米颗粒，所制备的α-Fe₂O₃@SnO₂纳米核壳颗粒显示出更好的电化学性能。金属氧化物纳米包覆的方法比较容易实施，其热处理温度远低于传统的固相烧结反应和其他碳或金属氧化物纳米包覆方法的热处理温度。这种新的熔盐反应包覆技术也可用于制备其他氧化物纳米包覆结构，并可将这些纳米复合结构材料用于锂离子电池电极材料。

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铈掺杂氧化锌微球的形貌、光致发光和气敏性能

李酽,刘金城,连晓雪,吕谭,赵方贤

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3657-3663.

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采用溶剂热法合成铈掺杂氧化锌微球。利用粉末X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、荧光光谱仪和气敏测试系统对样品的显微组织、形貌、发光和气敏性能进行表征。结果表明，铈掺杂氧化锌微球具有纤锌矿结构，由无数直径为70nm的氧化锌棒组成。铈掺杂引起微球中棒状氧化锌由疏松排列向紧密排列结构演变。与纯氧化锌微球相比，铈掺杂氧化锌微球的紫外发光峰出现明显的红移，蓝色发光得到加强。在320°C测试条件下，铈掺杂氧化锌微球对乙醇气体的灵敏度和选择性显著高于纯氧化锌微球。6%Ce掺杂的氧化锌微球具有最高的灵敏度(约30)，其对于50×10^-6的乙醇气体的响应和恢复时间分别为2s和16s。

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pH值和煅烧温度对Cu-Ni纳米合金的合成和特性的影响

María de los A. CANGIANO, Manuel W. OJEDA, María del C. RUIZ

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3664-3677.

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用柠檬酸-凝胶法合成的前驱体制备Cu-Ni纳米合金。研究溶液初始pH值和煅烧温度对Cu-Ni纳米颗粒的成分、晶粒结构、纯度、形貌、均匀性和晶粒尺寸的影响。这两种参数对合成的纳米颗粒的晶粒结构、成分和晶粒尺寸都有很大的影响。溶液初始pH值为1时制备的Cu-Ni纳米合金不含杂质，在300、400和500 °C煅烧分别得到Cu_0.42Ni_0.58、Cu_0.45Ni_0.55和 Cu_0.52Ni_0.48。溶液初始pH值为1.6和3时，所得Cu-Ni纳米合金的晶粒尺寸随着煅烧温度的升高而增大。pH值为3时所得Cu-Ni纳米合金的Ni含量随着煅烧温度的升高而逐渐增加。

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Cu离子掺杂对Ni-Zn铁氧体结构和介电性能的影响

罗广圣,周卫平,李建德,姜贵文,唐少龙,都有为,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3678-3684.

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通过传统的陶瓷制备工艺制备了一系列Cu掺杂的Ni_0.5-xCu_xZn_0.5Fe₂O₄ (x=0.12, 0.16, 0.20, 0.24, 0.28) 尖晶石铁氧体，研究Cu离子掺杂对其结构和介电性质的影响。XRD结果表明所有样品均生成了单一的立方尖晶石结构，并且晶格常数随着Cu掺入量的增加而增加。通过扫描电镜观察到位于晶界处的白色颗粒为富Cu相。介电常数随频率变化曲线显示出尖晶石铁氧体典型的介电行为。但介电损耗随频率变化曲线则表现异常，所有的Cu掺杂Ni-Zn铁氧体样品在某一频率下都表现出损耗峰。由于单位体积内Fe²⁺/Fe³⁺之间跃迁的电子数目减少，x=0.2的样品电阻率最大，而介电常数和介电损耗则最小。

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激光熔覆结合搅拌摩擦加工在奥氏体不锈钢表面制备超细晶互锁结构Ni-Al-WC涂层

熊拥军,邱子力,李瑞迪,袁铁锤,吴宏,刘锦辉

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3685-3693.

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在奥氏体钢表面制备具有超细晶结构且能与基体互锁的Ni-Al-WC涂层。首先采用激光在奥氏体钢表面熔覆Ni-Al涂层，然后采用搅拌摩擦加工(FSP)方法，以WC-Co合金为搅拌头，对激光涂层进行大变形改性，形成Ni-Al-WC超细晶复合涂层。采用扫描电子显微镜、X光能量散射谱仪、X射线多晶衍射、硬度仪及摩擦磨损试验机对样品的显微组织、相组成、硬度及摩擦磨损性能进行表征。结果表明，FSP的大变形效应可形成晶粒尺寸为1~2 μm、厚度为100 μm的超细晶层。同时，FSP过程还可往变形层中引入WC颗粒，因此变形以及WC颗粒双重强化极大地提高了硬度和耐磨性。另外，FSP大变形使涂层和基体之间形成互锁结构，有利于二者的结合。

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采用双辉等离子表面冶金技术在45钢表面制备Fe-Al-Cr-Nb合金层的摩擦性能

罗西希,姚正军,张平则,陈煜,杨红勤,吴小凤,张泽磊,林玉划,徐尚君

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3694-3699.

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采用双辉等离子表面冶金技术在45钢基体表面制备Fe-Al-Cr-Nb合金层。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对该合金层的显微组织和物相组成进行表征。结果表明，该合金层表面形貌完整且致密；厚度约为20 μm；各合金元素含量沿截面方向呈梯度分布。显微硬度和纳米压痕实验表明，Fe-Al-Cr-Nb合金层的表面硬度为HV 580，约为基体45钢的2.8倍；与基体相比，该合金层具有较小的位移偏移量和较大的弹性模量。通过室温摩擦磨损实验表明，Fe-Al-Cr-Nb合金层的摩擦因数低且磨损量小，说明该合金层可显著提高基体的表面硬度和耐磨性。

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在H13钢上超音速火焰喷涂制备WC-10Co-4Cr 和 Cr₃C₂-25NiCr涂层的性能比较

张文超,刘立斌,张梦婷,黄国幸,梁佳思,李显,章立钢

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3700-3707.

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在H13钢基体上采用超音速火焰喷涂方式制备一定厚度的WC-10Co-4Cr和Cr₃C₂-25NiCr涂层。为了增加WC-10Co-4Cr涂层的热稳定性，在涂层和基体之间加喷了NiCr喷涂粉末。研究了这两种硬质合金涂层的表面及横截面的微观形貌、抗热震性和耐磨损性能。从热力学的角度解释了两种涂层中出现的碳扩散现象。Cr₃C₂-25NiCr 涂层的结合强度(64.40 MPa) 和WC-10Co-4Cr 涂层的结合强度(61.69 MPa)基本相同。通过摩擦磨损试验研究发现，两种涂层在600 °C的摩擦因数均比在500 °C时的小，Cr₃C₂-25NiCr的耐磨损性能比WC-10Co-4Cr的要好。

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一种新型的SiC-ZrB₂涂层包覆C/C复合材料的制备及烧蚀性能

黄东,张明瑜,黄启忠,王丽平,汤贤,杨鑫,童凯

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3708-3715.

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利用两步工艺结合泥浆烧结法和化学气相反应法在C/C复合材料表面制备了一种新型的SiC-ZrB₂涂层。SiC-ZrB₂涂层由分散的ZrB₂相和连续的SiC相组成，涂层与C/C复合材料基体结合较好。与C/C复合材料相比，SiC-ZrB₂涂层包覆C/C复合材料试样具有更好的抗烧蚀性能。SiO₂-ZrO₂陶瓷层的阻氧作用、气态氧化产物的散热以及ZrO₂的钉扎作用是涂层试样具有良好抗烧蚀性能的主要原因。

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液相脉冲放电涂层技术制备TiCN涂层的摩擦磨损性能

曾招余波,肖厚群,揭晓华,张艳梅

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3716-3722.

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利用液相脉冲放电涂层技术(EDC)在45#钢基体上制备出TiCN金属陶瓷涂层，对涂层的成分、表界面形貌及显微组织进行分析和表征。研究涂层的常温滑动摩擦磨损行为，并与物理气相沉积(PVD)法所制备的TiN涂层进行对比。结果表明：所制备的TiCN涂层厚度约为15 μm，主要由TiC_0.3N_0.7相组成。在较小的载荷下，经由两种方法所制备的涂层的磨损量相差不大，但当载荷增加至30 N时，PVD方法所制备的TiN涂层出现严重的涂层剥落，而采用EDC方法所制备的TiCN涂层具有更好的耐磨擦磨损性能，磨粒磨损与剥层磨损是重载下涂层摩擦磨损的主要机制。

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生物医用TiNi记忆合金的溶胶-凝胶法SiO₂涂层表面改性

杨曙,周非,肖韬,徐大宝,李周,肖柱,肖自安

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3723-3728.

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采用差示扫描量热分析法(DSC)研究热处理对Ti-52.2%Ni(摩尔分数)合金相变温度的影响。通过热处理手段可有效调整合金的相变温度。采用优化的溶胶-凝胶工艺在预氧化的TiNi合金表面制备一层致密、稳定的SiO₂涂层，膜基结合强度为(65.9±1.5) N。电化学试验结果表明：经表面SiO₂涂层改性处理的TiNi 合金在模拟体液中具有优异的耐蚀性能。经表面SiO₂涂层改性处理和无表面改性TiNi合金样品分别植入豚鼠听泡，通过扫描电镜观察和能谱分析发现TiNi合金表面致密稳定的SiO₂涂层能有效阻止镍离子从合金基质中溶出。

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非平衡态Ti_2-xMg_xNi合金的电化学储氢性能

李佳佳,周俊凤,赵相玉,杨猛,马立群,沈晓冬,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3729-3735.

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采用机械球磨法制备非晶态的Ti_2-xMg_xNi(x=0-0.3)合金粉末。通过充放电测试、线性极化和电位阶跃等方法研究非平衡态Ti_2-xMg_xNi(x=0-0.3)合金热处理前后的电化学储氢性能。结果表明：热处理后Ti_2-xMg_xNi合金的最大放电容量高达275.3 mA·h/g，比非晶态的Ti_2-xMg_xNi合金的放电容量高100 mA·h/g。Ti_1.9Mg_0.1Ni合金的循环稳定性最好，经30次循环后的容量保持在210 mA·h/g。经过热处理的Ti_1.9Mg_0.1Ni合金的交换电流密度从101.1 mA/g增大到203.3 mA/g，氢扩散系数从3.20×10^{-11 cm2}/s 增大到 2.70×10^{-10 cm2}/s，表明热处理明显促进了电极的电子转移和氢扩散过程，从而提高了Ti_2-xMg_xNi合金的电化学储氢性能。

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Ni-MH电池用Mg–Y–Ni纳米晶和非晶合金的电化学性能

张羊换,韩忠刚,袁泽明,杨泰,祁焱,赵栋梁

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3736-3746.

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采用真空感应熔炼在高纯氦气气氛保护下制备Mg₂Ni型Mg_20–xY_xNi₁₀ (x=0, 1, 2, 3, 4)铸态电极合金，然后将铸态合金置于行星式球磨机中进行机械球磨得到球磨合金。SEM、XRD以及TEM测试结果表明，通过球磨可以得到纳米晶和非晶结构，非晶相含量随着球磨时间的延长而增加。电化学测试表明，Y₀合金的放电容量随着球磨时间的延长而增大，而Y替代合金的放电容量随球磨时间的延长出现最大值。循环稳定性随着球磨时间的延长均有所降低，表明球磨对循环稳定性不利。球磨时间对电化学动力学的影响与Y含量有关。当x=0 时，合金电极的高倍率放电性能、氢扩散系数、极限电流密度以及电荷转移率都随着球磨时间的延长而增大，而x=3 时结果却相反。

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镓对空气电池或水激活电池阳极用Al-Mg-Sn-In合金电化学性能的影响

余琨,杨士海,熊汉青,文利,戴翌龙,滕飞,范素峰

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3747-3752.

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采用恒电流放电、动电位极化和析氢方法测试待测Al-Mg-Sn-In-Ga合金在碱性介质中、高放电电流密度下的电化学性能。结果表明，合金元素镓能够使Al-Mg-Sn-In合金在不同电流密度下的工作电位变负，含镓的铝合金在电流密度为650~900 mA/cm²时的放电电位可达-1.3V，而不含镓的Al-Mg-Sn-In合金的放电电位大于-1.0V。这是由于镓与铝基体形成固溶体，并在放电过程中形成汞齐，使腐蚀深入到铝基体内部。

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铝电解用碳阴极材料的室温导电性

朱骏,薛济来,张亚楠,李想,陈通

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3753-3759.

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研究孔隙率、晶体结构及石墨含量对5种工业阴极材料室温导电性的影响规律。采用标准四探针法测定材料电导率，通过流体静力学法和XRD分析材料孔隙和晶体结构。结果表明：阴极室温电导率(σ)取决于其比电导率(σ₀)和孔隙率(ε)，三者之间的关系可用基于逾渗理论的指数关系模型进行准近似描述。σ₀大小与孔隙无关，仅取决于材料的微晶尺寸和层间距，故可反映材料本征导电性；指数n与阴极骨料材质有关，但对所研究的5种阴极，可近似取平均值4.65。此外，石墨质阴极的比电导率(σ₀)可由混合物简单定则，根据其人造石墨含量计算而得。

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体内外实验评估Mg-6Zn合金对肠上皮细胞紧密连接的影响

于嵩,王啸虎,陈义刚,郑起,张小农,赵常利,张绍翔,阎钧

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3760-3766.

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研究Mg-6Zn合金对肠上皮紧密连接的影响。体外实验中，肠上皮细胞(IEC-6)分别在不同浓度(0，20%和40%)合金浸提液中培养1、3和5天。逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测结果显示，当IEC-6细胞在40%和20%浓度合金浸提液中培养时，Occludin和ZO-1 mRNA表达水平在各不同的时间点相对于对照组升高。体内实验中，镁合金吻合钉和医用钛吻合钉分别植入兔小肠中1、2和3个星期，采用免疫组织化学染色法检测植入部位周围组织紧密连接相关蛋白的表达。结果显示，植入后第1、2和3星期三个时间点，Mg-6Zn合金组植入部位周围组织中ZO-1、Occludin表达水平明显高于钛钉组和对照组。综上所述，Mg-6Zn合金植入肠道后可促进肠道周围组织紧密连接的再生，其浸提液在一定浓度下可诱导细胞紧密连接相关基因的表达。

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低品位石煤矿中钒和碳的浮选回收

王丽,孙伟,张庆鹏

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3767-3773.

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在工艺矿物学的基础上，进行高碳含钒石煤浮选工艺研究。浮选工艺包括选碳流程和选钒流程，可以分别对碳和钒矿物进行富集。在碳浮选流程中，通过再磨工艺可以将碳和钒矿物有效分离。结果发现，浮选精矿中，钒的品位和回收率分别为1.32%和88.38%，尾矿产率为38.36%。碳精矿品位为30.08%，回收率为75.10%，可以直接作为燃料使用。对浮选产品进行酸法浸出实验，浮选产品的浸出率都在85%以上，说明该浮选工艺对浸出影响比较小。该浮选工艺可以减小钒浸出的处理量，降低冶炼成本，对石煤浮选工艺有借鉴作用。

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碘-碘化物浸金湿法冶金的热力学和动力学

S.S.KONYRATBEKOVA,A.BAIKONUROVA,G.A.USSOLTSEVA,C.ERUST,A.AKCIL

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3774-3783.

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研究金在碘-碘化物浸出液中的溶解热力学平衡和动力学，着重研究pH值和温度对体系的影响。水溶液中碘的热力学分析结果表明，多种形式的碘化物主要存在于pH值为酸性的区间。体系电势的增加导致碘化物种类的增加，碘元素的添加能提高体系的氧化电位。IO^3-离子能稳定存在于电势范围为–2.0至–0.75 V和pH值大于12.1的区间。提高温度会使各种碘化物在酸性pH区间存在的边界线发生移动，其中一些碘化物变得不稳定。扩散系数和扩散边界层厚度的测量值以及圆盘表面的溶剂质量浓度(14 mg/L)分析表明，浸出过程在外层扩散区域进行。因此，当选择碘化物浸出含金物料时，浸出过程必须在pH值为酸性区间内进行，在这些区间I^-、I₃^–和IO₄^–离子能和金属形成配合物。

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硫酸镁浸取离子吸附型稀土矿的浸取特性

肖燕飞,陈迎迎,冯宗玉,黄小卫,黄莉,龙志奇,崔大立,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3784-3790.

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为了减少甚至消除氨氮污染，提出采用硫酸镁作为浸取剂浸取离子吸附型稀土矿的方法。研究反应温度、矿物粒度和搅拌速度对浸取过程的影响以及单一稀土元素的浸出行为，以此获得稀土浸取机理；另外，还对比分析硫酸镁和硫酸铵两种浸取剂的浸取效果。研究结果表明：稀土的浸取过程可以采用内扩散控制模型描述，其表观活化能为9.48 kg/moL，而单一稀土元素与稀土总量的浸出行为一致。另外，当硫酸镁或硫酸铵浸取剂的浓度为0.2 mol/L时，稀土浸出率都能达95%以上，但是使用硫酸镁浸出剂能使铝的浸出率较硫酸铵的降低10%以上。

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改进电解液中自催化沉淀铜及其特性

R. SEKAR, K. K. JAGADESH, G. N. K. RAMESH BAPU

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3791-3801.

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研究了以TEA 和 EDTA为络合剂、多聚甲醛为还原剂、二硫基苯并噻唑为稳定剂、凝胶和动物胶为添加剂的镀铜化学沉积过程。化学镀铜溶液的稳定性可通过紫外可见分光光度仪测量溶液的吸光度来监测，在15 h内溶液都相当稳定。采用标准弯曲试验评估在低碳钢箔上铜膜的附着力，显示了很好的吸附性。XRD结果表明，铜膜具有(111)织构，而且，添加剂能够抑制(111)面的优先晶体生长，提高(220)织构的晶体生长速度。利用Scherrer公式从主峰计算铜膜的晶粒尺寸。SEM 和 AFM研究表明，这两种添加剂能够改善铜膜的晶体结构、晶粒尺寸和表面形貌。循环伏安法研究表明，添加剂能够被吸附在电极表面并降低沉积速率。动电位极化和电化学阻抗研究表明，有添加剂时产生的沉淀具有更高的耐腐蚀性。

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MnS深度除去镍电解液中的铜

李江涛,陈爱良

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3802-3807.

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由于镍电解液中铜浓度低(0.53 g/L)、镍浓度高(75 g/L)，因此，很难从镍电解液中分离除去铜。采用硫化锰(MnS)除去镍电解液中的铜。结果表明：在MnS用量为理论量D_t,MnS(D_t,MnS=0.74 g)的1.4倍、pH值为4~5、温度高于60 °C时反应至少60 min后，电解液中铜浓度ρ(Cu)从530 mg/L降低至3 mg/L，渣中铜、镍质量比R_Cu/Ni达到15以上。采用氧化法可将新产生的除铜后液中锰浓度ρ(Mn)降低至3 mg/L。除铜后液中铜、锰浓度，渣中铜、镍质量比均能满足生产要求。因此，硫化锰是一种高效除铜剂。

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用于去除水溶液中铜离子的环境友好的聚(对苯二胺)及其壳聚糖复合材料的制备和表征

N.A.ABDELWAHAB,E.A.AL-ASHKAR,M.A.ABDEL-GHAFFAR

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3808-3819.

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利用过硫酸铵作为氧化剂，在壳聚糖(Chi)中用对苯二胺(PPPDA)原位化学氧化聚合反应制备聚(对苯二胺)/壳聚糖复合材料。在添加铜前后，利用FT-IR光谱和SEM表征对苯二胺和对苯二胺/壳聚糖复合材料。利用振荡吸附法，采用1 g/L对苯二胺和对苯二胺/壳聚糖复合材料，在PPPDA和PPPDA/Chi复合材料的pH分别为5.0和6.0的条件下，吸附360 min，可以得到最大的铜去除量。PPPDA显示最大吸附量为650 mg/g，而复合材料的吸附量达到 573 mg/g。实验数值与Freundlich等温方程和伪二阶动力学模型吻合良好。含铜的对苯二胺及其复合材料可以被有效地再利用4个循环。相对于无吸附的状态，吸附获得的铜具有高的革兰氏阳性和革兰氏阴性菌抑菌效果。

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一种以碳素铬铁为原料制备铬酸钠的新方法

王家良,胡国荣,彭忠东,杜柯

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3820-3826.

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研究以碳素铬铁为原料在碳酸钠与空气的存在下经氧化焙烧制备铬酸钠的反应过程。考察反应温度、反应时间、碳酸钠与碳素铬铁的摩尔比对氧化焙烧过程的影响，并讨论反应的热力学与动力学。结果表明，当反应温度达到一定值时反应速度会产生明显的跃升，粒度较小的碳素铬铁可以在较低的温度下产生反应速率的跃升。铬的回收率随碳酸钠与碳素铬铁摩尔比的增加而增大，当碳酸钠与碳素铬铁的摩尔比为1.2:1时，铬的回收率达到99.34%。此工艺产生的铬渣量极少，仅为所得产品质量的1/3左右，且铬渣中Fe含量高达60.41%，可用于碳还原法生产海绵铁，实现铬渣的彻底解毒和零排放。

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NaOH碱熔分解CaSiO₃过程中导致硅酸盐结构转变的反应路径

赵昌明,王国承,李胜利,艾新港,王子睿,翟玉春

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3827-3833.

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以NaSiO₃·9H₂O和CaCl₂为原料，通过化学沉积法合成链状硅酸盐(CaSiO₃)。采用拉曼光谱、X射线衍射和红外光谱研究其在NaOH碱熔过程中的分解机制。结果表明，CaSiO₃在碱熔过程中链状结构的硅氧四面体结构逐渐断裂、转变生成岛状结构的硅氧四面体。CaSiO₃分解过程中同时生成3种中间体：Ca₂SiO₄, Na₂CaSiO₄和Na₂SiO₃，最终产物是Ca(OH)₂和 Na₄SiO₄。因此，CaSiO₃在NaOH碱熔融反应过程中存在两条反应途径，分别以离子交换和硅酸盐骨架结构改变为主要形式，碱熔过程中硅酸盐结构的变化贯穿于整个反应过程。

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宏观大孔在泡沫钛烧结过程的体积变化

肖健,杨杨,邱贵宝,廖益龙,崔豪,吕学伟

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3834-3839.

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理论分析造孔剂技术制备的泡沫钛中宏观大孔在烧结过程体积减小、不变和增大3种条件下所获得的泡沫孔隙率。比较不同条件下孔隙率与造孔剂含量的关系，并对宏观大孔在烧结过程的体积变化进行探讨。结果表明，第一种情况下的孔隙率与造孔剂含量的关系取决于宏观大孔在烧结过程的体积减小量和骨架上微观小孔的体积，而另外两种情况下所获得的孔隙率大于造孔剂含量。理论分析表明所得宏观大孔在烧结过程的体积是减小的。

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Ni-20Cr-18W高温合金的熔盐热腐蚀特征

张铁邦,董瑞峰,胡锐,寇宏超,李金山

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3840-3846.

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研究700和800 °C下Ni-20Cr-18W(质量分数，%)高温合金在混合熔盐(75%Na₂SO₄-25%NaCl)中的热腐蚀行为。结果表明：合金在混合熔盐环境下受到严重的熔盐热侵蚀。合金的热腐蚀速度随着腐蚀温度的增加迅速加快。热腐蚀层呈现明显的双层结构，并且在内腐蚀层下可明显地观察到贫Cr区的存在。腐蚀过程中所产生的腐蚀产物基本相同，主要包括NiO、Cr₂O₃和Ni₃S₂，且在800 °C热腐蚀20 h后，腐蚀产物中检测到少量NiCrO₂。此外，提出Ni-20Cr-18W高温合金的热腐蚀机制及腐蚀层的形成机理。

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三价铈离子对制冷设备用铝管表面有机-无机杂化膜耐蚀性能的影响

肖围,缪畅,黄雄,满瑞林

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(11): 3847-3854.

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采用溶胶-凝胶法在制冷设备用铝管表面制备三价铈离子作为添加剂的有机-无机杂化膜，通过傅里叶变换红外光谱确认其结构。性能测试结果表明：当三价铈离子浓度达到1.5 mmol/L时，所得到的杂化膜的耐蚀性能有明显的改善；与空白试样相比，其中CuSO₄的变色时间延长到500 s，耐酸和耐碱腐蚀速率分别降低了67 %和70 %，盐雾试验结果也表现出很好的耐蚀性。电化学测试表明，杂化膜试样的自腐蚀电流密度和自腐蚀电压分别为2.877×10^-7 A/cm²和-0.550 V。金相和扫描电镜图片显示杂化膜均匀致密。X射线能谱分析表明该膜层主要由Al、Si和Ce等元素组成。

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2015年, 第25卷, 第11期　刊出日期：2015-11-25

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