中国有色金属学报（英文版）

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张先满,陈维平

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1715-1731.

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铝及其合金熔体引起的腐蚀磨损导致的材料失效是铝工业中一个非常普遍的难题。综述包括铁合金及陶瓷等材料在铝液中的腐蚀磨损行为及在液态金属中的腐蚀-磨损试验设备。在阐述单一的液态金属腐蚀和磨损机理的基础上，分析腐蚀磨损的协同效应。综合讨论由于摩擦副旋转导致的铝液动态搅拌、液态铝物理性质以及晶粒尺寸等因素对铝液腐蚀-磨损性能的影响。最后，总结耐铝液腐蚀磨损材料应该具备的基本特征。根据本课题组已有研究成果，特别是TiAl₃/Ti₃AlC₂/Al₂O₃ 这种金属/陶瓷复合材料的优异耐铝液腐蚀磨损性能，展望具有连续相互穿插结构陶瓷/金属复合材料在铝液腐蚀磨损环境中的应用前景。

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难变形轻金属材料热旋成形综述

詹梅,杨合,郭靖,王贤贤

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1732-1743.

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热旋成形因为可以用来制造复杂构件，提升材料的成形极限，降低成形力，减少加工工序而备受关注。本文综述室温下难变形的轻金属材料热旋成形的一些研究成果。这些金属包括钛合金，镁合金，铝合金等轻合金和金属复合材料。然后，讨论热旋成形中的加热方法以及对热旋成形有限元分析中温度边界条件的处理方法。最后，归纳总结难变形轻金属热旋成形的未来发展方向。

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等径角挤扭法制备的SiC_p/Al复合材料界面、晶格畸变和位错密度

钱陈豪,李萍,薛克敏

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1744-1751.

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在523 K下，利用等径角挤扭变形工艺(ECAP-T)将纯Al和经氧化处理的SiC混合粉末固结成10% SiC_p/Al复合材料。采用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)对所制备的复合材料界面进行观察，并对相应选区电子衍射花样(SAED)进行标定。利用能谱仪(EDS)对界面结合处进行元素含量测定，并对试样选区部分进行面分布扫描。采用X射线衍射仪(XRD)对不同变形道次(1，2 和4道次)所制备的复合材料进行分析。研究结果表明，ECAP-T变形后，Al和SiC之间的界面相属于一种非晶态SiO₂层，并含有少量从基体和增强颗粒扩散进入的元素(Al，Si和C)；随着ECAP-T 变形道次的增加，复合材料中Al晶粒的晶格应变不断增加，导致晶内位错密度增大，其典型晶面的布拉格衍射角逐渐减小，而晶面间距逐渐增大。

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热加工过程对Al-Mg-Si-Cu合金组织、织构演变及力学性能的影响

汪小锋,郭明星,曹零勇,罗晋如,张济山,庄林忠

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1752-1762.

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系统研究热加工过程对Al-Mg-Si-Cu合金组织、织构及力学性能的影响。通过工艺优化获得了力学性能各向异性很弱的合金板材。热轧和冷轧板材的显微组织均呈拉长态组织。热轧板表层的织构组分以 H {001}á110？和 E {111}á110？为主，而1/4层和中间层的织构以β取向线为主。与热轧板相比，一次冷轧板的β取向线密度增加而表层的H取向减弱。经中间退火后，形变织构基本消失，最终冷轧后的织构以β取向线为主。随着厚度的减小，织构梯度逐渐变弱。合金板材固溶处理后的再结晶织构组分仅含有cube_ND{001}á310？织构。此外，分析了热加工过程、显微组织、织构以及力学性能之间的关系。

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水平连铸-连续挤压成形Al-0.70Fe-0.24Cu合金导线的显微组织和性能

张晓苑,张辉,孔祥鑫,傅定发,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1763-1769.

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提出一种制备Al-0.70Fe-0.24Cu合金导线的新工艺，该工艺包括水平连续铸造和随后的Conform连续挤压成形，并对合金的力学性能、导电性能和压缩蠕变性能进行研究。结果表明：Conform连续挤压工艺导致明显的晶粒细化、应变诱导Al₇Cu₂Fe相的析出以及晶体取向分布的改变。采用该工艺加工的Al-0.70Fe-0.24Cu合金导线具有良好的综合力学性能和导电性能；在90 °C和76 MPa条件下，该合金与纯铝和退火铜相比具有良好的抗蠕变性能，蠕变初始阶段的应变与时间遵循对数关系。合金性能的提高与在加工过程中形成的细晶和均匀分布的AlFe及Al₇Cu₂Fe热稳相有关。

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搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金厚板的显微组织和力学性能

T.SRINIVASARAO,G.MADHUSUDHANREDDY,S.R.KOTESWARARAO

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1770-1778.

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研究厚度为10和16 mm AA7075-T651板的搅拌摩擦焊接过程。通过仔细选择焊接过程参数可获得无缺陷、全渗透焊接样品。两种焊接接头都出现极细的再结晶粒，而10 mm厚板焊接接头的晶粒组织更细。试样的显微组织观察结果表明，焊件热影响区的硬度显著降低。16 mm厚合金板焊接接头的硬度降低较大。与16 mm厚合金板相比，10 mm厚合金板焊件具有较优的拉伸性能。在拉伸实验过程中，两种厚度的合金板焊件均在热影响区发生断裂。样品的TEM结果表明，热影响区由沿晶界的宽化无沉积区和晶体内沉淀的部分溶解组成。因此，采用搅拌摩擦焊在AA7075-T651上可制得单道次无缺陷焊件，且10 mm厚合金板焊件表现出较高的焊接效率。

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铝-铜异种金属搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

张秋征,宫文彪,刘威

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1779-1786.

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对3 mm厚的1060工业纯铝和退火纯铜异种金属搅拌摩擦焊进行研究。在搅拌头旋转速度为1050 r/min、焊接速度为30 mm/min时，获得性能良好的铝/铜接头。交替片层结构主要分布于焊核区顶部与铜/焊核区交界附近，促进了铝、铜两种材料的界面扩散及铝和铜之间的冶金键合。然而，界面腐蚀形貌揭示界面内部的弱连接机制，导致拉伸试验中裂纹沿界面区域萌生和扩展，断裂方式为韧-脆混合型断裂。接头的抗拉强度为148 MPa，高于工业纯铝母材的抗拉强度。搅拌摩擦焊强烈塑性变形引起的晶体缺陷和晶粒细化加速原子间的短程扩散，从而促进金属间化合物Al₄Cu₉和Al₂Cu的生成。XRD结果显示，金属间化合物Al₄Cu₉主要位于铜/焊核区过渡区域。焊核区较高的位错密度和位错环的形成是导致该区域硬度明显升高的主要原因。

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不同形状搅拌头焊接异种拼焊板的成形性分析

BhanodayaKiranBabuNADIKUDI,M.J.DAVIDSON,NeelakanteswaraRaoAKASAPU,M.GOVINDARAJU

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1787-1793.

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研究采用5种形状搅拌头搅拌摩擦焊接拼焊板。在相同搅拌摩擦焊工艺参数下研究了拼焊板的成形性。研究结果表明，与其他形状搅拌头相比，方形搅拌头制备的拼焊板具有更好的成形性，这是由于方形搅拌头具有搏动效应。显微组织研究表明，与方形搅拌头相比，锥形和阶梯圆柱状搅拌头焊接板材的搅拌区组织更不均匀，导致成形性较差。方形搅拌头的极限顶高为14 mm，而锥形和阶梯圆柱状搅拌的极限顶高分别为12.5 mm和12.4 mm。

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2219-T8铝合金单面两层焊接头横向拉伸断裂行为

李权,吴爱萍,赵玥,王国庆,鄢东洋,吴会强

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1794-1803.

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采用单面两层钨极氩弧焊工艺焊接2219-T8铝合金。接头横向拉伸时断裂发生在部分熔化区(PMZ)。针对PMZ组织对接头拉伸断裂行为的影响进行系统研究。PMZ中靠近熔合线的位置晶界共晶较连续，随着距离熔合线距离的增加，晶界共晶的连续程度逐渐降低。断口形貌和接头显微硬度分布表明PMZ是一种梯度材料。其梯度变化的力学性能对接头的断裂行为有重要影响。研究发现，裂纹在靠近正面焊趾的PMZ启裂，启裂后沿远离熔合线的方向扩展，当裂纹尖端扩展到塑性较好的PMZ时，裂纹尖端钝化，随后接头余下部分以剪切形式发生断裂。

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含有颗粒团的Al-Ti-C中间合金对镁的细化作用

刘晓滕,郝海,朱小旭,张兴国

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1804-1810.

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制备一种含有Al₄C₃ 和TiC颗粒团的Al-Ti-C中间合金，该合金对纯镁有很好的细化作用。当中间合金加入量为2%时，镁晶粒细化为(110±17) μm的等轴晶。通过分析可知，Al₄C₃ 和TiC组成的颗粒团在细化过程中发挥了重要作用。与单个、光滑的形核颗粒相比，颗粒团上的凹面区域增加了熔体中的液态镁原子向稳定晶核转变的可能性，依附在颗粒团凹面区域尺寸较小的晶胚也可以满足临界形核半径的要求，这使得Al₄C₃和TiC颗粒团成为镁晶粒更理想的形核基底。

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熔体复合净化处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金显微组织和力学性能的影响

梅俊,刘文才,吴国华,张杨,张逸韬,洪毅恺,张若曦,肖旅,丁文江

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1811-1821.

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采用金相分析、SEM和拉伸试验等试验方法分析和测试砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金熔体复合净化处理(旋转喷吹氩气结合熔剂净化)后的显微组织和室温力学性能，讨论复合处理方法净化机理。结果表明，该复合处理可以显著提高熔体质量，大幅度提高合金力学性能。熔体经过复合净化处理后，合金夹杂物体积分数从0.47%降低到0.28%，抗拉强度和伸长率从245 MPa 和0.7%分别提高至312 MPa和 4.5%。1%熔剂复合旋转喷吹气体净化效果甚至更优于传统的2%熔剂净化效果，熔剂的使用量减少了50%，显著提高了净化效率，并缓和了熔剂净化带来的环境污染问题。

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挤压态ZK60A镁合金高温变形行为和加工性能

汪时宜,高磊,AlanA.LUO,李德江,曾小勤

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1822-1830.

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通过在温度为250~450 °C和应变速率为0.001~10 s^-1条件下进行压缩测试，研究挤压态ZK60A镁合金的高温变形行为和加工性能。ZK60A镁合金的本构方程可以用双曲正弦函数进行描述。在真应变为-0.2~-0.8下构建热加工图。在300~400 °C以及0.01~0.001s^-1应变速率下，材料完全再结晶(DRX)并显示出良好的加工性能。ZK60A镁合金高温加工，例如锻造，可以进行。在变形量大于-0.5以及应变速率高于0.1 s^-1时，实验观察到流变失稳现象，例如局部应变集中、孪生变形、晶粒异常长大、微裂纹和切变断裂，不推荐进行加工。攀移控制的位错蠕变主导ZK60A镁合金的塑性变形以及动态再结晶形核。

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Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热压缩变形的动态再结晶机制

吴懿萍,张新明,邓运来,唐昌平,杨柳,仲莹莹

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1831-1839.

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在变形温度为450 °C和应变速率为2 s^-1的条件下对均匀化退火后的Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金进行热压缩试验。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)综合分析合金变形过程中的动态再结晶机制。采用电子背散射衍射(EBSD)获得晶体微取向信息。结果表明：随应变逐渐增加到-1.88，合金流变应力先快速升高到某个峰值，随后下降到最低值，最后又开始逐渐上升。在低应变下，大量拉伸孪晶诱发形核形成动态再结晶晶粒，导致晶粒明显细化。动态再结晶晶粒首先在孪晶边界进行形核，且与孪晶母体存在30° á0001？的取向差。在大应变下，合金组织中在原始大晶粒附近形成细小动态再结晶晶粒，且从原始大晶粒内部到其晶界处的累积微取向连续增加，从而确定合金发生了连续动态再结晶。合金中也发现了粒子激发形核的动态再结晶机制。

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镁合金拉伸过程中损伤模式的声发射识别

常红

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1840-1846.

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为了识别不同的损伤模式，采用声发射技术对AZ31镁合金拉伸开裂过程进行实时监测。结果显示，拉伸开裂经历了弹性变形、塑性变形、微开裂、稳定扩展和失稳扩展的损伤过程。通过声发射的多参数分析，确定了4种损伤模式，即塑性变形、微开裂、稳定扩展和失稳扩展。位错滑移导致的塑性变形信号幅度小于70 dB，而孪晶信号的幅度位于70~100 dB之间。微开裂信号能量位于2400 到4100 aJ之间，而信号上升时间小于800 μs。稳定裂纹扩展信号具有较高的峰值前计数，主要分布在20~50范围内，而其振铃总计数却较低，主要分布在20~2000范围内。裂纹失稳扩展信号的平均频率分布在100 kHz左右，持续时间在2000~10⁵μs范围内。还对不同开裂阶段的损伤机理和声发射源进行了讨论。通过实验测试和讨论，利用不同的声发射信号参数，可以有效识别镁合金开裂过程中同时出现的不同损伤形式。

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搅拌摩擦挤压法制备纯镁线的耐磨耐蚀性能评价

MohammadSHARIFZADEH,MohammadaliANSARI,MortezaNARVAN,RezaABDIBEHNAGH,AlirezaARAEE,MohammadKazemBESHARATIGIVI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1847-1855.

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采用搅拌摩擦挤压法来将镁屑制成镁线。在搅拌摩擦挤压过程中，探头的旋转速率分别为150、250和355 r/min，切入速率固定为20 mm/min。研究对比试样和搅拌摩擦挤压试样的显微组织演化、摩擦磨损行为和耐腐蚀性能。通过光学显微镜和扫描电镜对样品的显微结构进行表征。力学性能的评价包括显微硬度和干滑动磨损测试。通过动电位极化测试对挤出试样的耐腐蚀性能进行表征。结果表明，挤出试样具有较好的表面质量，搅拌摩擦挤压过程有利于改善机械加工碎屑的硬度和耐磨性，同时，所得到的线条具有足够的耐腐蚀性。这些结果表明搅拌摩擦挤压法是一种将机械加工产生的镁屑转变成有用的镁线的有效方法。

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激光熔化沉积Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金的组织演变与力学性能

任海水,田象军,刘栋,刘健,王华明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1856-1864.

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利用激光熔化沉积技术制备Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金板材，并采用金相和扫描电镜对合金的宏观组织和微观组织进行表征，对室温拉伸性能进行研究。结果显示：宏观形貌由贯穿多个沉积层的大柱状晶组成；观察到宽条带和窄条带2种条带，宽条带由α板条和魏氏集束构成，窄条带由α板条和β转变组织构成，对条带的形成机理进行探讨。此外，还讨论由后续沉积层的沉积导致的热效应对组织演变的影响。室温拉伸测试显示，激光熔化沉积制备的Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金的强度达到锻件强度水平。

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固溶时效处理对Ti-55.06%Ni-0.3%Cr合金组织和性能的影响

曾丽舟,罗兵辉,李彬,柏振海,欧阳盛,范文丽

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1865-1871.

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通过拉伸试验、动态力学分析(DAM)和球差电镜研究固溶时效处理对 Ti-55.06%Ni-0.3%Cr(摩尔分数)合金的显微组织、力学性能和内耗性能的影响。结果表明：析出Cr₃Ni₂相粒子的时效态合金的抗拉强度和硬度总大于无Cr₃Ni₂析出的固溶态合金，时效峰温度为375 °C。固溶态和375 °C时效合金的内耗峰值(tan δ)均随频率的增加而降低，降温过程出现奥氏体(B2)→预马氏体相(R)和R→马氏体(M)两个相变内耗峰；升温过程中由于R和M相变的叠加，两种状态合金均只出现一个M→B2相变内耗峰。此外，由375 °C时效态合金析出的Cr₃Ni₂相粒子导致的基体中Cr、Ni含量降低，晶格畸变程度减弱，相变阻力减小，使得375 °C时效态合金的内耗峰峰温向高温方向移动。

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循环热处理对定向凝固Ti-46Al-6Nb 合金组织和力学性能的影响

方虹泽,陈瑞润, Anton GETMAN,郭景杰,丁宏升,苏彦庆,傅恒志

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1872-1880.

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利用冷坩埚定向凝固技术制备Ti-46Al-6Nb (摩尔分数，%) 合金，然后对定向凝固铸锭进行热处理，热处理温度为1330 °C，热处理区间在α相单相区。研究热处理前后铸锭显微组织和力学性能的变化。结果表明：铸锭经过热处理后，大的柱状晶转变为等轴晶。随着热处理循环次数的增加，晶粒尺寸减小，这是由于发生了再结晶和小片层的大晶粒与大片层的小晶粒之间的转变。四次循环热处理能够有效地细化晶粒尺寸，使晶粒尺寸从1.33 mm降低到0.59 mm，然而片层间距从0.71 μm 增加到1.38 μm。延长保温时间和增加热处理循环次数能够消除晶粒间和片层间的β偏析相。压缩实验结果表明，对定向凝固铸锭，平行于柱状晶生长方向的压缩强度为1385.09 MPa，垂直于柱状晶生长方向的压缩强度为1267.79 MPa；铸造试样的压缩强度为1180.64 MPa，经热处理循环两次后压缩强度提高到1449.75 MPa，热处理循环4次后压缩强度提高到1527.76 MPa。循环热处理后，合金试样的断裂方式为准解理断裂。

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真空退火对TA15合金板材组织和力学性能的影响

赵慧俊,王宝雨,刘钢,杨雷,校文超

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1881-1888.

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研究TA15板材在不同条件下真空退火后的力学性能、显微组织和断口形貌。结果表明：相比非真空退火，真空退火显著提高板材的力学性能。随着退火温度的升高，相界面和次生α相增多，但初生α相体积分数减少，从而导致板材的强度提高，伸长率降低。双重退火后获得的次生α相更加细小。在(950 °C/2 h, AC)+(600 °C/ 2 h, AC)下双重退火获得了良好的力学性能，其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为1070 MPa, 958 MPa 和15%。从拉伸断口形貌可以看到，最深最大的韧窝出现在850 °C退火试样上，说明在该温度下退火板材塑性最好。

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热压缩V-5Cr-5Ti合金的Arrhenius本构方程和动态再结晶行为

李鱼飞,王震宏,张林英,罗超,赖新春

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1889-1900.

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采用等温单向压缩方法研究V-5Cr-5Ti (质量分数，%)合金在温度为1423-1573 K、应变速率为0.01-1 s^-1条件下的流变应力和组织演化行为。结果表明，流变应力曲线需进行摩擦力修正，摩擦因数m的测量值为0.45-0.56。采用线性回归方法拟合得到合金的Arrhenius型本构方程，拟合计算应力和实验应力的线性关系，其R²和平均绝对误差值(AARE)分别为0.948和5.44%。表观激活能Q_a的取值范围为540-890 kJ/mol。连续动态再结晶(CDRX)和不连续动态再结晶(DDRX)机制在热压缩合金中并存。但合金在真应变为1.5的条件下，应变软化的机制仍然以动态回复(DRV)为主。

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两相区连铸Cu–Sn合金板材的表面质量和组织性能

刘雪峰,罗继辉,王晓晨

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1901-1910.

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采用自主研发的两相区连铸技术制备Cu-4.7%Sn合金板材，研究两相区连铸工艺参数与Cu-4.7%Sn合金板材表面质量的关系，分析合金板材的微观组织及力学性能。结果表明，通过合理匹配两相区铸型入口温度和拉铸速度，可以制备得到表面光滑的Cu-4.7%Sn合金板材，其微观组织由晶包晶组织、具有自封闭晶界的小晶粒、柱状晶及等轴晶构成。与冷型连铸Cu-4.7%Sn合金板材相比，两相区连铸合金板材的室温抗拉强度和伸长率显著提高。

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Al-Gd-TM非晶合金的导热性

V. BYKOV, S. UPOROV, T. KULIKOVA

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1911-1916.

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采用激光闪光法确定Al₈₆Gd₆TM₈(TM=Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Ti, Zr, Mo, Ta)非晶合金在300~880 K时的热扩散系数、比热容和导热系数。利用差示扫描量热法确定合金放热和吸热反应温度。在氦气保护下采用传统的电弧熔炼法制备合金。所有合金的液相线过冷度高达80 K，这表明它们具有很好的非晶形成能力。在温度为350~550 K时，除Al₈₆Cr₈Gd₆和Al₈₆Zr₈Gd₆合金外，其它合金的比热容都符合Dulong–Petit定则。合金的热扩散系数和导热系数值都远低于纯铝的。同时发现在铝基体中添加14%(摩尔分数)的过渡元素(Gd+ТM)会大大降低晶态合金热扩散系数和导热系数的绝对值。合金组份间化学键强烈影响非晶Al₈₆Gd₆TM₈合金的导热系数。

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AZ31镁合金表面一步法合成原位镁铝水滑石转化膜

曾荣昌,刘振国,张芬,李硕琦,赫庆坤,崔洪芝,韩恩厚

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1917-1925.

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通过尿素水解法在AZ31镁合金表面原位合成纳米尺度的层状双金属氢氧化物(水滑石)转化膜，并提出成膜机理。首先，溶解的Mg²⁺离子沉积形成含有MgCO₃和Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O的前驱体膜；然后，前驱体膜在碱性条件下转化为高结晶的Mg(OH)₂；最后，Mg(OH)₂中的Mg²⁺离子被Al³⁺离子取代，Mg(OH)₂转化为更稳定的水滑石层状结构，同时层间OH^-与溶液中的发生离子交换，因此形成水滑石(Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O)膜。结果表明，以互锁的片状纳米结构和离子交换性能为特征的水滑石膜可以有效提高AZ31镁合金的耐蚀性。

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纳米SiC对AZ91D镁合金微弧氧化膜微观结构及性能的影响

王淑艳,司乃潮,夏永平,刘莉

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1926-1934.

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通过向Na₂SiO₃-NaAlO₂复合电解液体系中添加纳米SiC，经过微弧氧化处理后在AZ91D镁合金表面制备含纳米SiC的复合陶瓷层。利用SEM、膜层测厚仪、XRD、EDS和维氏硬度计分别研究膜层的微观形貌、厚度、相结构、元素组成及硬度。采用摩擦磨损试验机对镁合金基体和膜层的干滑动磨损行为进行研究，运用动电位极化曲线试验和交流阻抗法测量镁合金基体和膜层在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明：向电解液中添加纳米SiC后，微弧氧化的起弧电压和终止电压均下降。经纳米SiC复合处理后，微弧氧化膜层的孔径减小，致密性提高；与未添加纳米SiC的膜层相比，其厚度和硬度都得到提升，耐磨性与耐蚀性均增强。

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Cu-25Cr合金的强流脉冲电子束表面改性

周志明,柴林江,肖志佩,涂坚,王亚平,黄伟九

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1935-1943.

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采用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对真空感应熔炼法制备的Cu-25Cr合金进行表面改性处理，所选用的脉冲次数范围为1~100。采用扫描电镜和X射线衍射技术对HCPEB处理前后样品表面的形貌和显微组织进行研究。结果显示，当脉冲次数增加到10次后，样品表面形貌会发生显著变化。在HCPEB处理过程中所产生的动态温度场使Cu-25Cr合金表面形成典型的熔坑组织。同时，该过程中所累积的准静态热应力场导致样品表面出现微裂纹，其数量随脉冲次数的增加而增大。另外，HCPEB处理还使Cu-25Cr合金表面发生液相分离现象，产生大量细小的Cr球。在上述特征组织的综合作用下，样品表面的粗糙度随脉冲次数的增加而增长。

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Al和N等离子浸没注入对铜表面硬度、氧化和抗菌性能的影响

安全长,冯凯,吕和平,蔡珣,孙铁囤,朱剑豪

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1944-1949.

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采用等离子浸没注入方法(PIII)将Al和N注入铜基体中，以提高铜的硬度和抗氧化性能。其中氮离子注入剂量为5×10¹⁶ cm^-2，铝离子注入剂量范围为5×10¹⁶~ 2×10¹⁷ cm^-2。氧化实验表明，铜的抗氧化性能随铝离子注入剂量变化；抗菌实验结果表明，对于金黄色葡萄球菌，等离子浸没注入的铜样品具有与纯铜同样优异的抗菌抑菌性能。

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不同加工条件下阳极化铝合金的摩擦因数和显微硬度

M.GUEZMIL,W.BENSALAH,A.KHALLADI,K.ELLEUCH,M.DEPETRIS-WERY,H.F.AYEDI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1950-1960.

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研究电解液、电流密度和温度等阳极化条件对在Al 5745和Al 1050A基质上形成的氧化膜层摩擦因数和维氏硬度的影响。采用DELTALAB HVS-1000维氏硬度计和旋转销盘摩擦试验机测量样品的硬度和摩擦性能。结果表明：当草酸浓度为10 g/L、电流密度为3 A/dm2及温度为5 °C时，样品获得最高的维氏硬度(>HV 400)和最低的摩擦因数(<0.4)。采用辉光放电发生光谱法检测在Al 5754基质上形成的阳极氧化膜层上的氧化镁含量。氧化镁对膜层的力学性能产生一系列的负作用。最后，采用SEM、EDS和AFM测定摩擦试验前后阳极氧化膜的摩擦磨损性能。结果表明，磨损机理与材料的初始形貌、膜层的化学成分(C、S和Mg)、孔隙率和内应力等诸多因素有关。

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黑色Ni-Co合金薄膜的制备及其形貌和结构特征

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

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1961-1967.

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研究在Watts镍溶液中电沉积制备黑色Ni-Co合金薄膜以及苯并三唑和咪唑作为添加剂对电沉积薄膜的影响。电解液由NiSO₄、NiCl₂、H₃BO₃、CoSO₄和KNO₃组成。用标准方法测试溶液的阴极电流效率和均镀能力以及薄膜在低碳钢基底上的粘附性。通过X射线衍射(XRD)研究晶体结构、晶格参数、晶体取向以及晶体尺寸。通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)分析黑色Ni-Co合金薄膜的表面形貌和元素组成。黑色薄膜的颜色随着薄膜中Co离子掺入量的增加而加深。XRD研究表明黑色Ni-Co合金薄膜以Ni(111)面择优生长。

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化学计量比La/Mg对铸态及退火态La–Mg–Ni系A₂B₇型电极合金结构及电化学性能的影响

张羊换,杨泰,翟亭亭,袁泽明,张国芳,郭世海

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1968-1977.

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采用合金熔炼及退火处理的方法制备La-Mg-Ni系 A₂B₇型La_0.8+xMg_0.2–xNi_3.5 (x=0-0.05)电极合金，并研究不同的化学计量比La/Mg对该合金的相结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合金进行表征。结果表明：合金包含(La, Mg)₂Ni₇和LaNi₅两个主相以及一些残余相LaNi₃。随着La/Mg比率的增大，合金中的(La, Mg)₂Ni₇相含量降低，而LaNi₅和LaNi₃相的含量升高。La/Mg比的变化也使得合金电极的电化学性能发生显著变化。随着La/Mg比率的增加，铸态及退火态合金的放电容量降低，而循环稳定性明显改善。此外，合金电极的高倍率放电性能(HRD)、电化学阻抗谱(EIS)、Tafel极化曲线以及电势阶跃的测量均表明La/Mg比率的增加提高了合金的电化学动力学性能。

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锂离子电池复合正极材料Li_3-2xMg_xV₂(PO₄)₃/C的合成及其电化学性能

尹武梅,张婷婷,朱庆,陈权启,李谷才,张灵志

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1978-1985.

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采用溶胶-凝胶法制备Li_3-2xMg_xV₂(PO₄)₃/C (x=0、0.01、0.03、0.05)复合材料，并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等测试手段对合成材料进行表征。XRD结果表明：在Li₃V₂(PO₄)₃的锂位掺杂少量Mg²⁺，并没有明显改变Li₃V₂(PO₄)₃晶体的单斜结构，但镁掺杂Li₃V₂(PO₄)₃的晶胞体积大于未掺杂Li₃V₂(PO₄)₃的晶胞体积。所有镁掺杂复合材料Li_3-2xMg_xV₂(PO₄)₃/C (x=0.01、0.03、0.05)的电化学性能均优于Li₃V₂(PO₄)₃/C复合材料，其中，Li_2.94Mg_0.03V₂(PO₄)₃/C 在上述所有材料中具有最高的容量和最好的循环性能。对Li₃V₂(PO₄)₃/C和Li_2.94Mg_0.03V₂(PO₄)₃/C的锂离子扩散系数及电化学性能进行对比分析，结果表明：Li⁺在镁掺杂Li₃V₂(PO₄)₃材料中的快速扩散是由Mg²⁺在锂位的掺杂造成，Li⁺在活性材料中的快速扩散使镁掺杂Li₃V₂(PO₄)₃材料具有优良的电化学性能。

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二硫化钨含量对铜-石墨-二硫化钨复合材料电滑动磨损性能的影响

钱刚,凤仪,陈阳明,莫飞,王雨晴,刘文宏

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1986-1994.

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采用粉末冶金热压法制备了4种以石墨和二硫化钨为润滑剂的铜基复合材料，并采用环-块式磨损机对复合材料与Cu-5%银合金环对磨时的电滑动磨损性能进行测试。结果表明，铜-石墨-二硫化钨双润滑剂复合材料在800 °C烧结时可以在保证其良好的润滑性能的同时获得较优的力学性能。随着二硫化钨与石墨质量比的增加，复合材料的接触电压降增加，铜-20%石墨-10%二硫化钨复合材料在电磨损过程中显示出最佳的抗磨性能，这主要是由于石墨和二硫化钨之间优异的协同润滑作用。在铜-石墨复合材料中添加适量的二硫化钨可以在电能损耗增加不多的同时显著提高其磨损抗力，为制备高性能滑动电接触材料提供了一种新颖的设计思路。

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轧制与退火处理对粉末冶金Cu/Invar电子封装复合材料结构和性能的影响

吴丹,杨磊,史常东,吴玉程,汤文明,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 1995-2002.

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对粉末冶金制备的Cu/Invar复合材料，进行变形量至70%的轧制及750 °C退火处理，研究在此工艺过程中复合材料物相、组织结构及性能的变化。研究结果表明，轧制和退火处理后的Cu/Invar复合材料中体心立方(BCC) α-Fe(Ni, Co)相明显减少，部分Ni原子从Cu 中脱溶，并溶入α-Fe(Ni, Co)中，促使其向面心立方(FCC)的Invar合金转变。Cu/Invar复合材料的轧制变形过程分为3个阶段：当变形量小于40%时，Cu发生塑性变形，Invar颗粒随之发生位移，且颗粒间的气孔逐渐被压合；当变形量为40%~60%时，Invar合金和Cu发生协调变形，形成流线形结构；当变形量大于60%时，以Invar的变形为主，形成双连续网络状结构。经过变形量为70%的轧制及随后退火处理的Cu/Invar复合材料相对密度为98.6%，抗拉强度为360 MPa，伸长率为50%，热导率为25.42 W/(m·K)，热膨胀系数为10.79×10^-6 K^-1。

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多孔金属纤维烧结毡单向拉伸行为

周波,袁伟,胡进溢,汤勇,陆龙生,余彬海

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2003-2008.

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基于多齿刀具切削及高温固相烧结铜纤维技术制备具有三维网状结构的多孔金属纤维烧结毡(PMFSS)。通过单向拉伸试验研究纤维长度及自然时效处理对PMFSS拉伸性能的影响。结果表明：增大纤维长度有利于提高PMFSS的拉伸强度；选用15 mm中等纤维长度有利于PMFSS获得最优的伸长率，可达到13.5%。经1个月的自然时效处理后，PMFSS的拉伸强度都出现明显下降，但除5 mm短纤维PMFSS的伸长率明显提高，其他PMFSS伸长率基本保持不变。同时，还对PMFSS的断裂形式进行表征与分析。

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铜模板微通道内CVD金刚石生长行为

刘学璋,张雄伟,余志明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2009-2017.

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主要活性基团(H, CH₃^·)的有效扩散与基体模板孔的深度限制了沟道或通道内金刚石的沉积。通过纳米金刚石悬浮液超声震荡加载籽晶，随后热丝化学气相沉积，在铜模板圆柱型微通道内成功制备出三维结构的金刚石膜。分别采用微区激光拉曼光谱和扫描电子显微镜表征金刚石膜，考察微通道深度对金刚石形貌、晶粒尺寸与膜生长速率的影响。结果显示：金刚石膜的质量和生长速率随微通道深度的增加而急剧下降，单个金刚石晶粒由发育完善、刻面清晰的晶粒逐渐转变为微米团簇，最后转变为球状纳米晶。为改善金刚石膜质量和提高生长速率，设计出一种气源强制输送热丝化学气相沉积装置。此外，对比分析无气源强制输送条件下金刚石的生长，并讨论气源强制输送的增强机理。

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凝胶注模工艺参数对多孔铝铜合金品质的影响

袁海英,贾成厂,王聪聪,常宇宏,张新新,Bekouche KARIMA,王召利

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2018-2026.

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通过凝胶注模工艺制备多孔铝铜合金。研究凝胶注模工艺参数如单体含量、交联剂与单体的比例、分散剂和引发体系4个因素对坯体高度、固化时间和坯体品质3个指标的影响。其中分散剂对坯体高度，单体对坯体质量的影响最大。通过分析得出最佳工艺为：单体体积分数10%、交联剂体积分数2%、引发剂体积分数0.2%、分散剂质量1.2 g，在此条件下坯体呈现最好的品质。同时探讨工艺参数消除裂纹和形成孔结构的机理。利用压汞法得出孔直径在10~10000 nm范围内，开孔气孔率达到38.78 %。

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采用氯铁(II)络离子回收稀水溶液中Au的动力学分析

Marek WOJNICKI, Krzysztof FITZNER, Magdalena LUTY-B？OCHO

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2027-2036.

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采用停流法研究氯铁(II)络离子还原氯金(III)络离子的动力学。研究氯金(III)络合离子、Fe²⁺离子、Cl^-离子和中性盐(NaClO₄)的初始浓度、溶液pH值和温度的影响。确定激活能为42.36 kJ/mol。此外，提出了动力学方程。采用SEM对所得固相进行分析。粒子直径为0.5~5 μm。结果表明通过还原溶液中氯金(III)络离子并过滤沉淀可以得到Au。

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金在硫酸介质中的钝化行为

张伟,AhmetDenizBAS,EdwardGHALI,YeonukCHOI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2037-2046.

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采用不同电化学测试技术研究纯金和铂电极在硫酸溶液中的阳极行为。循环动电位法研究表明，金电极极化时会出现2个氧化峰和1个还原峰, 而铂电极只有1个析氧反应峰出现。将硫酸浓度从0.5 mol/L 增加到1 mol/L时，金电极的峰电流密度增加2倍。动电位法研究表明，增加搅拌速度会提高金的钝化区域，而对铂电极无影响。2 h的恒电位法研究表明，在１mol/L　硫酸溶液中，在3个不同的阳极电位极化下，1.4 V时金电极的腐蚀速率最低。电化学噪音技术测试研究表明，在16 h的电位衰退中，在恒电位极化时所形成的钝化膜已经溶解。

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四乙基溴化铵硫酸盐水溶液中钴的电沉积

PinakPATNAIK,SubratKumarPADHY,BankimChandraTRIPATHY,IndraNarayanBHATTACHARYA,RajaKishorePARAMGURU

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2047-2053.

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在硫酸盐水溶液中制备钴金属，研究四乙基溴化铵作为添加剂对其结构和形貌特征的影响。根据四乙基溴化铵的浓度变化(范围为1~50 mg/L)来评价其对电沉积金属钴的电流效率、能量消耗和电沉积质量的影响。当四乙基溴化铵的浓度为10 mg/L，且电流效率为99.6%、能量消耗为2.38 kW·h/kg时，可以得到平整且光亮的钴沉淀。X射线衍射分析表明，在钴电沉淀过程中，(100)面是晶体生长的择优生长面。扫描电镜结果表明，当四乙基溴化铵的浓度为10 mg/L时，可获得平整均匀的钴沉淀，而浓度超过10 mg/L时，沉淀质量恶化。循环伏安法研究表明，在电解槽中加入四乙基溴化铵时，阴极产生极化且阴极电流大大降低。XPS结果证实电沉积可获得高纯钴，且FTIR谱证明沉淀中没有与四乙基溴化铵结合的成分。

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EDTA和NH₄Cl添加剂对氯化胆碱基离子液体中电沉积Zn-Ni薄膜的影响

S.FASHU,谷长栋,张嘉磊,黄美玲,王秀丽,涂江平,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2054-2064.

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在低共熔溶剂中添加乙二胺四乙酸（EDTA）和氯化铵2种添加剂电沉积制备Zn-Ni合金镀层。研究添加剂对合金电沉积行为、成分、形貌和腐蚀性能的影响。循环伏安测试表明，EDTA的加入可以促进Zn进入Zn-Ni镀层中，而氯化铵起抑制Zn还原的作用。随着EDTA含量的增加，镀层中的Zn含量增加，但镀层的晶粒尺寸和电流效率降低。氯化铵浓度的增大能够有效地降低镀层的晶粒尺寸和Zn的含量，提高阴极电流效率。腐蚀实验表明，从含有氯化铵的镀液中得到的Zn-Ni镀层比从含有EDTA的镀液中得到的镀层具有更高的耐腐蚀性能。此外，添加剂的加入提高了镀层的耐腐蚀性能。

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高铝粉煤灰中Al₂O₃与SiO₂在碱溶液中的反应行为

蒋周青,杨静,马鸿文,王乐,马玺,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2065-2072.

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研究高铝粉煤灰中Al₂O₃与SiO₂组分在NaOH碱液中不同水热条件下的反应行为。采用XRD、XRF、SEM、FTIR等测试方法对高铝粉煤灰碱溶液处理前后的物相组成和形貌变化进行表征，得到粉煤灰Al₂O₃和SiO₂组分的溶出率变化规律。结果表明，高铝粉煤灰经75 °C到160 °C不同温度碱溶液处理后，颗粒表面硅铝玻璃相消失，依次生成钠型沸石、A型沸石、P型沸石及羟基方钠石，所含刚玉及莫来石相未被完全溶解。在低碱浓度溶液中P型沸石为主要生成相，高碱浓度下羟基方钠石为稳定的相。在铝硅玻璃体溶解和沸石相生成两种反应的共同作用下，粉煤灰中SiO₂的溶出率可达42.13%，滤渣中Al₂O₃/SiO₂质量比提高到2.19:1.

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以锌冶炼烟尘为原料制备高纯微球形貌镉粉

刘远,郑雅杰,孙召明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2073-2080.

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采用酸浸和对环境友好的除杂方法处理锌冶炼烟尘回收提取高纯镉。结果表明，其最佳条件如下：硫酸浓度90 g/L、液固比6:1、反应温度60 °C、浸出时间1.0 h，此条件下镉的浸出率达95.8%。采用FeCl₃沉淀生成FeAsO₄和Fe(OH)₃来分离重金属和砷，当n(Fe)/n(As)为3:1、pH=6.0时，铁、铅和铜的去除率均超过98.9%，砷的去除率为99.6%。P204用于锌和镉的溶剂萃取分离，最佳萃取条件如下：P204浓度20%(体积分数，室温下用煤油稀释)、pH=3、相比O/A=1:1。在此条件下，锌的萃取率为99.2%。当还原温度为310 °C时，镉粉的形貌为均匀球形，晶体结构为立方晶体，得到的镉粉纯度超过99.99%。

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阿拉伯树胶水热法制备银纳米颗粒

黎应芬,甘卫平,周健,鲁志强,杨超,戈田田

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2081-2086.

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在无其他表面活性剂的条件下，以阿拉伯树胶作为还原剂和位阻稳定剂，应用水热法制备具有良好分散性的银纳米颗粒。通过调节反应温度、阿拉伯树胶与硝酸银的质量比和反应时间，可以得到不同形貌的银纳米颗粒；采用UV-Vis、FTIR、TEM、SEM和XRD对反应所得产物进行表征。结果表明，反应温度和阿拉伯树胶在制备单分散银纳米颗粒过程中起重要作用；当硝酸银浓度为10 mmol/L、阿拉伯树胶和硝酸银的质量比为1:1、反应温度为160 °C、反应时间为3 h时，可以得到分散性良好的准球形银纳米颗粒。

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碱度对低钛型钒钛磁铁矿烧结成矿行为的影响

杨松陶,周密,姜涛,王艳军,薛向欣,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2087-2094.

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碱度对低钛型钒钛烧结矿的质量有着重要的影响。通过烧结杯试验、矿相分析、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析研究碱度对低钛型钒钛磁铁矿烧结成矿过程的影响和元素在烧结过程中的分布及迁移变化规律。结果表明：在烧结过程中同等接触条件下，CaO优先与TiO₂反应生成钙钛矿，导致烧结矿的液相总含量较少；在碱度为1.9~2.7的范围内，随着碱度的提高，烧结矿中的钙钛矿含量提高，铁酸钙含量先小幅增加后快速升高，硅酸盐含量降低，烧结矿的冶金性能得到改善；元素分布情况为Ti主要赋存于钙钛矿中，V主要赋存于硅酸盐中，Fe主要赋存于磁铁矿和赤铁矿中，Ca、Si在硅酸盐和钙钛矿中的赋存量最多，随着碱度的提高，铁酸钙中Al、Mg含量增加，而在其他矿物中Al、Mg含量降低。

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Al/Pb/α-PbO₂复合惰性阳极材料的电化学合成

胡钢,徐瑞东,何世伟,陈步明,杨海涛,于伯浩,刘强

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(6): 2095-2102.

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利用恒电流从碱性镀液中在Al/Pb表面电化学合成α-PbO₂沉积层，制备出Al/Pb/α-PbO₂复合惰性阳极材料。通过阳极极化法考察α-PbO₂镀液组成及镀液温度对在Al/Pb表面电化学合成α-PbO₂的影响，采用XRD和SEM分别测试Al/Pb基体材料及α-PbO₂沉积层的相结构和表面微观组织特征。结果表明：α-PbO₂的电化学合成分由几个不同的步骤完成；适宜的条件能有效提高α-PbO₂电化学合成速率并避免析氧副反应的发生；从碱性溶液中合成的α-PbO₂具有斜方晶型结构，沉积层由发育良好的圆球形晶胞构成。

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2015年, 第25卷, 第6期　刊出日期：2015-06-25

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