中国有色金属学报（英文版）

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Mg、Ag、Zn多元复合微合金化Al-(3.2~3.8)Cu-(1.0~1.4)Li合金的显微组织和力学性能

李劲风,刘平礼,陈永来,张绪虎,郑子樵

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2103-2112.

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为开发新型超高强铝锂合金，研究T8态时效处理的Mg、Ag、Zn复合微合金化Al-(3.2~3.8)Cu-(1.0~1.4)Li合金的显微组织及力学性能。结果表明，Li含量较低(1.0%)时，通过增加Cu含量来提高铝锂合金强度的作用有限，而同时增加Cu和Li含量则有利于其强度的明显提高。铝锂合金的主要强化相为大量细小弥散的T1(Al₂CuLi)相；同时，合金中还析出少量θ ?(Al₂Cu)相及δ?(Al₃Li)相，而且随时效过程的进行，其密度降低，甚至消失。Li含量较高时有利于δ ?相及θ ?相的形成，并可能导致形成少量S?(Al₂CuMg)相。另外，采用非固溶Cu、Li原子的总摩尔分数及其比例分析Cu、Li含量变化对合金强化效果及显微组织的影响。为获得超高强度的铝锂合金，一方面需提高Cu、Li原子的总摩尔分数，另一方面也应维持其较高比例。

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球磨对6061Al合金粉末冷压块在部分重熔过程中组织演变的影响

陈玉狮,陈体军,张素卿,李普博

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2113-2121.

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研究球磨对6061粉末压块在部分重熔过程中组织演变的影响。结果表明，球磨6061铝合金在部分重熔过程中的组织演变可分为3个阶段: 初期共晶相的溶解及其引起的晶粒粗化和长大、初生相颗粒的分离与球状化以及最后颗粒的粗化。与未球磨合金的组织演变相比，球磨使粉末贮存能量，加快了初期演变进程；但大尺寸粉末颗粒的形成使得其后续分离和粗化过程减慢。此外，初始组织越细小、圆整，越有利于得到尺寸较小、更加圆整的半固态组织。适当提高重熔温度有利于获得细小、圆整的半固态组织。

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挤扭成形对等径角挤扭工艺固结纯铝粉末-包套过程的影响

王晓溪,何敏,朱珍,薛克敏,李萍

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2122-2129.

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采用3D有限元模拟、实验研究和理论分析，并在与传统等径角挤压工艺对比基础上，系统研究挤扭成形对等径角挤扭工艺固结纯铝粉末-包套过程的影响。模拟结果表明，在等径角挤扭法固结纯铝粉末-包套过程中，挤扭成形起反向背压作用，螺旋通道所提供的旋转剪切变形和高静水压力可大幅增加材料内部的塑性剪切应变，显著改善变形坯料的变形均匀性。在内角为90°、螺旋角为36.5°的方形截面通道模具上，经200 °C下1道次等径角挤扭变形实验，成功将纯铝粉末颗粒固结为近致密的块体材料。有限元模拟与实验结果具有较好的一致性。显微组织观察和硬度测试实验结果表明，等径角挤扭法固结的块体材料晶粒更加细小，孔隙得到有效收缩焊合，组织性能均匀性更好。这是由于在等径角挤扭变形过程中剧烈剪切应变大大增加，同时挤扭成形所起的反向背压作用有效提高了Al原子的自扩散系数。

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挤压铸造和固态热挤压Al-6Zn-2.5Mg-1.8Cu合金的显微组织和力学性能

方虹泽,李润霞,陈瑞润,于宝义,曲迎东,荀诗文,李荣德

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2130-2136.

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利用挤压铸造技术，在不同比压下制备Al-6Zn-2.5Mg-1.8Cu合金坯料，然后对性能最好的挤压铸造坯料进行固态热挤压。结果表明：比压从0 增加到250 MPa时，树枝晶变得细小而圆整。由于外加压力增加了合金元素的固溶度，因此，MgZn₂相数量减少。当比压从250 MPa增加到350 MPa时，合金的晶粒尺寸变大。固态热挤压后，α(Al) 树枝晶被明显细化，并且MgZn₂相均匀弥散地分布在合金的显微组织中。固态热挤压后，合金的极限抗拉强度为605.67 MPa，伸长率为8.1%。与金属型铸造合金相比，抗拉强度增加了32.22%，伸长率增加了15.71%。金属型铸造和挤压铸造的断裂方式分别为沿晶断裂和准解理断裂。然而，挤压铸造成形后固态热挤压工艺的合金断裂方式为韧窝断裂。细晶强化作用是合金抗拉强度和伸长率提高的主要原因。

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气体保护钨极焊接A356铸造铝合金的显微组织与力学性能

S. TAKHTI, M. REIHANIAN, A. ASHRAFI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2137-2146.

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在脉冲频率为1、3和5 Hz条件下，采用ER1100、ER4043、ER4047和ER5356焊料对A356铸造铝合金进行气体保护钨极焊接，并研究了焊接接头的显微组织和力学性能。研究结果表明，焊料和脉冲频率对熔焊区的晶粒组织有重要影响。采用ER4047焊料可得到最高体积分数的共晶组织(44%)。试样的拉伸断口表明断裂并非发生在熔焊区。采用ER4047焊料可得到最大的冲击韧性(4 J)，而采用ER5356焊料可得到最大的硬度(HV 90)。

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热输入对搅拌摩擦焊AA3003-H18板材显微组织和力学性能的影响

B. ABNAR, M. KAZEMINEZHAD, A. H. KOKABI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2147-2155.

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通过优化焊接参数，采用搅拌摩擦焊对不可热处理强化A3003-H18合金进行焊接以获得合适的接头。通过改变转速(800~1200 r/min)和行进速度(40~100 mm/min)比(ω/v)，研究热输入对焊接样品显微组织和力学性能的影响。结果表明，随着转速提高，热输入增加，晶粒增长速度大幅增加，而随着行进速度提高，热输入增加，但晶粒增长速度略有增加。与低转速相比，高转速会降低搅拌区的硬度。而不同焊接参数对接头的拉伸强度的影响不明显。在低行进速度时，拉伸样品的断裂位置在前进侧的热影响区(HAZ)；而在高行进速度时，断裂位置在后退侧的HAZ/TMAZ界面。

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基于同步辐射连续X射线谱的多重孪生形态与长大的原位分析

李理,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2156-2164.

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同步辐射连续X射线谱微衍射技术被应用于原位研究AZ31 (Mg-3Al-1Zn)薄板单向拉伸过程中的形变孪生，对孪晶在64~73 MPa载荷条件下的形态和生长进行原位分析。在先进光源中心(ALS)的12.3.2光束线采集的X射线衍射数据被用来表征面积为396 μm × 200 μm的关注区域。该实验装置和具有深度分辨能力的X射线显微术可在亚微米尺度上确定晶粒内位置与取向联系。一系列基体晶粒按照晶体取向分类来研究孪生行为。结果展示了相同晶粒内多重孪生的孪生变体选择、局域取向差波动及镶嵌块扩展。随着载荷增加，沿孪晶迹线方向的取向差波动持续增加，其原因归结为几何必需位错的积累。

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低压脉冲磁场半连续铸造AZ80合金组织及力学性能

罗天骄,冀焕明,崔杰,赵福泽,冯小辉,李应举,杨院生

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2165-2171.

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研究低压脉冲磁场对半连续铸造AZ80镁合金凝固组织及性能的影响。结果表明：低压脉冲磁场半连续铸造AZ80合金凝固组织发生了明显的细化，枝晶形貌由粗大的枝晶变为细小的蔷薇状。AZ80半连续铸锭的变形能力大大提升，相比未施加脉冲磁场制备的AZ80半连续铸锭，其心部变形后塑性提高了80%以上。

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铸态Mg-Zn-Y-(Gd)合金凝固组织、腐蚀性能和力学性能

史菲,王春青,张忠明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2172-2180.

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采用常规凝固技术在Mg₉₄Zn₃Y_xGd_3-x(x=3，2，1.5，1，摩尔分数)镁合金中获得具有长周期堆垛有序(LPSO)结构相，并对合金凝固组织、耐腐蚀性能和压缩力学性能进行系统研究。结果表明：n(Zn)/n(Y+Gd)=1:1的Mg₉₄Zn₃Y_xGd_3-x合金凝固组织含有a(Mg)相、Mg₃Zn₃RE₂(W)相、14H-LPSO相和少量颗粒状面心立方结构的Mg-Y-Gd相。Gd含量显著影响合金中LPSO相的形成和分布。随着Gd含量增加，合金中14H-LPSO相体积分数先增加后减少。结合电化学阻抗谱分析，LPSO增强Mg-Zn-Y-(Gd)镁合金在3.5% NaCl溶液中的电化学腐蚀等效电路为R(Q(R(QR)))。4种合金的腐蚀电流密度在10^-5A/cm²数量级。当x(Gd)≤1%时，Mg-Zn-Y-(Gd)合金表现出良好的耐蚀性，并优于工业用AZ91D镁合金。而当x(Gd)≥1.5%时，合金的耐腐蚀能力下降。在室温条件下，随着14H-LPSO相体积分数增加，Mg-Zn-Y-(Gd)合金的压缩力学性能显著提高。此外，适量W相和弥散分布块状Mg-Y-Gd相的钉扎作用有利于提高合金的力学性能。

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工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响

张扬,吴国华,刘文才,张亮,庞松,丁文江

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2181-2187.

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采用气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料，研究工艺参数变化，包括气体流量、冷却速率和搅拌结束温度，对AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响规律。结果表明：随着气体流量从0升高至5 L/min，α-Mg初生相平均颗粒尺寸从119.1 μm降至77.2 μm，而平均形状因子从0.1升高至0.596，气泡搅拌中非枝晶初生相来自于枝晶破碎和熔体形核；随着冷却速率从3.6 °C/min升高至14.6 °C/min，α-Mg初生相平均颗粒尺寸从105.0 μm降至68.1 μm，而平均形状因子在冷却速率为9.1 °C/min时达到最高，过高或过低的冷却速率都会导致初生相的枝晶生长；搅拌结束温度从590 °C升至595 °C对最终的AZ91D镁合金半固态浆料显微组织无明显影响，这是因为半固态浆料中已经形成了足够数量的初生相。

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采用多晶塑性模型研究Mg-3Al-1Zn合金的变形机制

尹德良,刘金强,吴冰

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2188-2194.

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采用一种多晶塑性模型分析Mg-3Al-1Zn合金的室温变形行为。使用铸态和挤压态两种织构类型的AZ31镁合金棒料进行室温单向拉伸和压缩试验，并与提出的模型相结合来揭示该合金的变形机制。结果表明：多晶塑性模型可以成功地模拟镁合金试样拉伸和压缩曲线的差异。挤压态AZ31镁合金拉伸和压缩曲线形状的差异是拉伸孪生和锥面ác+a？滑移的不同开动行为所致。金相和透射电镜(TEM)观察表明：铸态AZ31镁合金拉伸和压缩初期具有相同的孪生开动分数；随着应变的增加，在铸态压缩试样中发生了锥面ác+a？滑移，这与模拟结果相吻合。

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TC11/Ti-22Al-25Nb双合金的热变形行为

秦春,姚泽坤,宁永权,石志峰,郭鸿镇

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2195-2205.

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在温度为900~1060 °C和应变速率为0.001~10 s^-1的条件下，通过热模拟压缩实验研究TC11/Ti-22Al-25Nb双合金电子束焊接件的高温热变形行为。结合实验数据，建立双合金热变形中流变应力随应变速率和变形温度的本构方程。同时对变形过程中的激活能进行计算和分析得出，激活能随着应变的增加而逐渐减小。在应变为0.9时激活能为334 kJ/mol。变形过程中耗散率η随着变形参数的变化而变化；当应变速率为0.01、0.1和1 s^-1时，η随应变的增加而增加；而当应变速率为0.001和10 s^-1时，η随应变的增加而减小。通过热加工图分析可知，最大耗散率(η=0.51) 出现在1060 °C和0.1 s^-1，在此条件下，可以从焊缝区域组织中观察到明显的动态再结晶现象。而当应变速率降低时，耗散率η急剧下降，在1060 °C和0.001 s^-1的变形条件下，η降低到0.02，变形机制以动态回复为主。当失稳系数ξ( )为负时，材料高温变形发生失稳。分析可知，应变速率为0.001~0.6 s^-1，变形温度为900~1060 °C是双合金热变形的安全区域。

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铸造Ti-1100-0.10B合金中原位合成TiB相的显微组织表征

付彬国,王宏伟,邹鹑鸣,魏尊杰

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2206-2213.

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采用真空感应熔炼技术制备Ti-1100-0.10B合金，并对原位合成TiB相的显微组织特征以及TiB相与Ti基体的界面结构进行系统研究。结果表明：TiB相优先在原始β晶界处析出。TiB相沿[010]方向择优生长形成典型的针状形貌，横断面为六角结构。TiB相与Ti基体的界面非常干净，没有析出相出现。TiB相内部的(100)面上出现大量的堆垛层错，这归因于B原子在TiB晶体结构中的位置以及TiB与Ti基体的晶格错配能。

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Nb元素对β型Ti-Mo基合金显微组织、力学性能和铸造性能的影响

张令波,王可铮,徐丽娟,肖树龙,陈玉勇

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2214-2220.

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为了开发新型的生物医用β型钛合金，设计并采用电弧熔炼方法制备Ti-15Mo-xNb (x=0, 5, 10 和15，质量分数，%) 合金，研究添加元素Nb对4种合金显微组织、力学性能和铸造性能的影响。相分析和组织观察结果表明，4种合金均由单一的β相组成，随着Nb含量的增加，合金的显微组织细化。β型Ti-15Mo-xNb合金具有较高的塑性和相当低的压缩弹性模量(18.388~19.365 GPa)。添加Nb元素后，合金的压缩屈服强度增高，随着Nb含量的增加，合金的显微硬度降低。在冷压缩变形后，4种合金均呈现明显的纤维带状组织。4种合金的充型实验表明：添加Nb元素后，合金的充型能力降低，Ti-15Mo合金的充型性能(92.01%)最好。

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低温多向锻造锆-4合金的力学性能和超细晶组织演化

D.FULORIA,S.GOEL,R.JAYAGANTHAN,D.SRIVASTAVA,G.K.DEY,N.SAIBABA

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2221-2229.

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研究低温(77 K)多向锻造锆-4合金累积应变为1.48，2.96，4.44 和5.91时的力学性能和组织演变。通过万能拉伸测试和维氏硬度实验测得多向锻造合金的力学性能。相对于原始合金，当锆-4合金变形的累积变形为 5.91时，其极限抗拉强度从474 MPa 提高到 717 MPa，维氏硬度从HV 190提高到HV 238。然而，由于锆-4合金的低应变硬化，其延展性显著降低(18%~3.5%)。变形合金强度和硬度的提高是因为多向锻造引起的晶粒尺寸效应和高的位错密度。采用光学显微镜和透射电镜表征变形试样的显微组织演化。当累积应变为5.91时，经12次多向锻造后合金的微观组织演化主要是超细晶的形成，其平均晶粒尺寸为150~250 nm。

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利用钢渣烧结制备多孔吸声材料

孙朋,郭占成

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2230-2240.

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以废聚苯乙烯颗粒为造孔剂制备钢渣多孔吸声材料，研究粉煤灰添加量、烧结温度、烧结时间和造孔剂掺加量对钢渣多孔材料性能的影响。实验结果显示，该方法制备的多孔吸声材料的显气孔率达到50.0%以上；材料抗压强度和平均吸声系数分别达到3.0 MPa和0.47以上。综合考虑材料性能、能源消耗和生产成本，较优的制备条件如下：粉煤灰添加量50%、废聚苯乙烯颗粒质量3.6 g、烧结温度1100 °C和烧结时间7.5 h。

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简单沉淀法制备β-Ag₂Se和β-AgCuSe纳米颗粒及其表征

P.PRATHIBAJEYAHELAN,K.MOHANRAJ,G.SIVAKUMAR

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2241-2246.

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用AgCl前驱体替代传统AgNO₃，通过简单沉淀法合成β-Ag₂Se和β-AgCuSe纳米颗粒。结果表明：所得β-Ag₂Se和β-AgCuSe纳米颗粒均为斜方晶系结构。随着前驱体AgCl浓度的增加，出现Ag₂S杂质。此外，产物的显微组织观察结果表明，其形状为多面体和卵石状。β-Ag₂Se纳米颗粒因晶粒尺寸较小而具有较高的带隙能量。采用AgCl前驱体能成功制备纯纳米颗粒。因此，此研究对合成β-Ag₂Se和β-AgCuSe纳米颗粒具有应用前景的前驱体是十分有意义的。

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燃烧法制备的Y掺杂ZnO纳米片的气敏性能

李酽,刘敏

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2247-2252.

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以硝酸锌和酒石酸为原料，采用液体燃烧法制备钇(Y)掺杂的氧化锌纳米片。利用XRD和SEM对其微观结构进行表征，并研究Y掺杂量对ZnO气敏性能的影响。结果表明：所制备的ZnO为纤锌矿结构且表面粗糙，呈纳米片状，直径为20~100 nm。以Y掺杂量为2%(摩尔分数)的氧化锌制成的传感器在300 °C时对体积分数为100×10^-6的乙醇的灵敏度高达17.50，其最佳工作温度(300 °C)低于未掺杂ZnO(330 °C)。当乙醇气体的体积分数低至5×10^-6时，ZnO传感器也有明显的灵敏度值(约为2.5)，且在300 °C工作时响应时间仅为2 s。相比于其他气体，该种传感器对乙醇表现出极好的选择性。

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锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂及其前驱体的制备和性能

黄越,王志兴,李新海,郭华军,王接喜

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2253-2259.

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通过共沉淀法在体积为1 L的简易烧杯中合成具有球形形貌的层状前驱体Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂。探讨合成过程中影响因素，包括络合剂用量、搅拌速度和反应温度对产物形貌和性能的影响。通过高温烧结前驱体合成LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的形貌和晶体结构进行表征，通过充放电测试、交流阻抗和循环伏安法研究材料的电化学性能。在2.8-4.3 V电压范围内，合成的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂在0.1C和1C倍率下的首次放电容量分别为199和170 mA？h/g。在1C下循环80次后，其容量保持率为92%，表明这是一种具有良好应用前景的锂离子电池正极材料。

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基于复合锂盐的宽温度磷酸铁锂电池的性能

张治安,赵星星,彭波,赖延清,章智勇,李劼

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2260-2265.

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为了提高磷酸铁锂(LiFePO₄)电池在宽温度范围内的性能，研究LiBF₄-LiBOB复合盐和LiTFSI-LiBOB复合盐用于替代LiPF₆作为非水电解质的锂盐。分别通过恒流充放电测试、循环伏安测试和热重分析法研究使用LiPF₆, LiBF₄-LiBOB和 LiTFSI-LiBOB作为锂盐的LiFePO₄/Li 半电池的性能。结果显示：LiBF₄-LiBOB和 LiTFSI-LiBOB复合盐的热稳定性高于LiPF₆；在LiTFSI基电解液中添加LiBOB可以提高铝箔的抗腐蚀性；使用LiBF₄-LiBOB和 LiTFSI-LiBOB复合盐的电池电化学性能相对于使用LiPF₆的电池有明显改善。因此LiBF₄-LiBOB和 LiTFSI-LiBOB复合盐电解液可以用来改善锂电池宽温度范围下的性能。

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Mg掺杂对锂离子电池正极材料Li₃V₂(PO₄)₃/C电化学性能的影响

罗韵泽,何利华,刘旭恒

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2266-2271.

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使用自制的MgNH₄PO₄/MgHPO₄混合物为掺杂剂，利用碳热还原法制备Li₃Mg_2xV_2-2x(PO₄)₃/C (x=0, 0.05, 0.1, 0.2)材料。运用XRD、SEM、电化学性能测试等方法研究Mg掺杂对Li₃V₂(PO₄)₃/C的影响。结果表明，适量的Mg掺杂不会改变Li₃V₂(PO₄)₃/C的结构，且有助于减小电荷迁移阻力，由此提高材料的容量，改善循环和倍率性能。当x=0.05时，Li₃Mg_2xV_2-2x(PO₄)₃/C表现出更好的性能，首次充放电容量为146/128 mA·h/g，在5C电流强度下放电容量约为115 mA·h/g；而当x=0时，两者分别为142/118 mA·h/g和90 mA·h/g。表明适量的Mg掺杂能提高磷酸钒锂的电化学性能。合成的MgNH₄PO₄/MgHPO₄作为一种尝试性镁掺杂剂，能起到良好的掺杂效果。

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高光催化活性ZnTiO₃的合成与表征

严欣,赵翠连,周义龙,吴振军,袁剑民,李文生

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2272-2278.

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采用先水热处理法制得钛酸盐纳米管再进行离子交换的两步工艺合成钙钛矿型ZnTiO₃。钛酸盐纳米管成分为H₂Ti₃O₇·3H₂O。XRD测试结果表明，ZnTiO₃具有立方相钙钛矿结构。SEM和TEM观察到ZnTiO₃具有独特的串珠状微观形貌结构。紫外-可见漫反射光谱表明，ZnTiO₃在可见光区吸收率明显增强。当溶液中ZnTiO₃质量浓度为0.3 g/L时，在氙灯下照射20 min，浓度为15 mg/L的甲基橙溶液降解率达95.3%，所得ZnTiO₃显示出比相同反应条件下标准催化剂P25更高的催化活性。甲基橙的降解动力学符合一级动力学方程，降解反应的速率常数为0.1020。

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Fe₂O₃对CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃非等温析晶的影响

郁青春,燕春培,邓勇,冯月斌,刘大春,杨斌,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2279-2284.

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采用差示扫描量热法(DSC)研究Fe₂O₃含量在0~5%范围内的CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ (CMAS)玻璃的析晶行为及动力学。采用傅里叶红外光谱分析(FT-IR)和X射线衍射分析(XRD)研究其物相结构。结果表明：吸热峰温度760 °C为转变温度，放热峰温度1000 °C为析晶温度。随着Fe₂O₃含量的增加，析晶温度降低，析晶机理从二维析晶转变为一维生长，透辉石的衍射峰强度增强。由于Fe₂O₃的分解，Fe₂O₃含量为0.5%时析晶温度发生突变。Fe₂O₃-CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃中发现Si—O—Si，O—Si—O 及 T—O—T (T=Si, Fe, Al)的联接结构。

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热拉伸处理CuCrZr合金的力学性能、导电性能和显微组织

张蓓,张治国,李卫

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2285-2292.

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采用热拉伸方法在100至300 °C温度范围内对CuCrZr合金进行处理，实验结果表明：热拉伸处理工艺能成功地制备具有高硬度和一定导电能力的CuCrZr合金。在不同的处理温度下，随着延伸率的增加，所得材料的显微硬度均有所增加，而导电性均有一定程度的降低。通过TEM观察到大量的含Cr沉淀相，且这些沉淀相与Cu基体之间存在Nishiyama–Wasserman位向关系。热拉伸处理后的CuCrZr合金的高显微硬度和可接受的导电性归因于固溶原子析出、位错增殖、晶粒细化以及沉淀强化的共同作用。

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高强高导Cu合金在干滑动条件下的磨损性能

高原,接金川,张鹏超,张剑,王同敏,李廷举

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2293-2300.

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为了研究不同类型接触线的磨损行为，对由上引连铸及连续挤压方法制备的Cu-Sn, Cu-Ag 和 Cu-Mg合金的干滑动磨损行为进行分析。该实验在环块式摩擦磨损试验机上进行。结果表明：由连续氧化物膜组成的表面层对摩擦因数有显著影响。在实验过程中观察到的主要磨损机制有磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损和塑性变形。在较低的摩擦速度和载荷下氧化磨损和磨料磨损是主要的磨损机制；随着载荷和摩擦速度的增加氧化磨损和粘着磨损起主要作用；而在较高的速度和载荷下，塑性变形则成为主要的磨损机制。

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阳极氧化沉积氢氧化铜法制备梯度润湿铜表面

程江,孙逸飞,赵安,黄子恒,徐守萍

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2301-2307.

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提出一种在金属铜上制备梯度润湿表面(接触角变化范围90.3°~4.2°)的简易方法。采用改进的阳极氧化电化学沉积技术，通过向阳极氧化系统的双电极容器中滴加氢氧化钾溶液，使铜箔电极上氢氧化铜纳米带阵列的生长程度与密度随铜箔高度而变化，从而形成润湿性梯度。所制备的润湿梯度铜表面具有耐热耐水特性，当此铜表面置于100 °C的水浴中10 h后仍保持其润湿性梯度。SEM、XRD和XPS测试结果表明，铜表面的氢氧化铜纳米带阵列的生长特性与分布是形成润湿性梯度的主要原因。

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5052铝板拉伸翻边工艺中的裂纹位置和扩展预测的有限元模拟

Y.DEWANG,M.S.HORA,S.K.PANTHI

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2308-2320.

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拉伸翻边工艺受多种几何形状、材料和工艺参数的影响。冲模间隙和初始翻边长度是影响边界裂纹位置和沿模侧面半径应力分布的主要参数。采用数值模拟研究AA-5052铝板的非轴对称拉伸翻边工艺，预测翻边的变形行为、裂纹位置和扩展，并且研究拉伸翻边过程中冲模间隙、翻边长度、冲模外形半径和摩擦力的影响。利用实验研究对模拟结果进行验证。结果表明，裂纹长度随翻边长度的增加而增加，翻边长度在周向的影响比在轴向的影响大，冲模间隙比翻边长度对裂纹扩展的影响更大。当冲孔外形半径比模的外形半径小时，周向应变增加，这导致了较快的边裂纹扩展。在边裂纹位置和变形负载方面，模拟结果和实验结果较好吻合。

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铸造充型过程光滑粒子流体动力学建模及数值模拟

曹文炅,周照耀,蒋方明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2321-2330.

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建立了模具充型过程的光滑粒子流体动力学方法数值模型。为了表征模具固壁对充型流体的约束，建立了一种耦合固壁边界条件。在固壁表面设置了L-S斥力粒子；在固壁内部设置了若干层边界虚粒子，实现对流体粒子支持域的补充。通过冷态水模拟实验对计算模型进行了验证。计算结果与实验吻合良好，证明了本文模型的有效性。

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AlMg0.5Mg0.5板材电磁成形过程的有限元模拟与试验研究

Dorin LUCA

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2331-2341.

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电磁成形是一种高速成形技术，可以提高一些塑性变形金属的成形性。为评价轻金属如铝和铝合金的电磁成形的能力，需要研究材料成形过程中的应力和应变状态。对电磁成形AlMn0.5Mg0.5板材的应力和应变进行有限元建模并通过实验进行验证。采用X射线衍射确定材料中的残余应力。采用三轴试验机，通过刻在样品上网格点的位移计算应变。建模结果与实验数据具有很好的一致性。

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摩擦因数对AA6111铝合金热冲压的影响

马闻宇,王宝雨,傅垒,周靖,黄鸣东

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2342-2351.

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通过有限元分析和试验的方法分三种情况研究了摩擦因数对AA6111铝合金热冲压筒形件的影响。结果表明，摩擦因数和润滑位置对铝合金热冲压成形件的最小厚度、厚度均匀性和失效形式影响显著。热冲压过程中，由于不同的润滑条件，试件的失效形式主要有拉-压失效、拉-拉失效和等双拉失效。基于对成形性的考虑，摩擦因数的最优值为0.15。同时，有限元仿真和试验结果具有较高的一致性。破裂通常发生在筒形件底部中心和底部圆角附近，断裂形式分别为韧性断裂和韧性脆性混合断裂。

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超声振动辅助压缩成形机理

庄新村,王家鹏,郑欢,赵震

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2352-2360.

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为研究超声振动辅助成形的内在机理，设计一套25 kHz高频超声振动装置，配合试验机进行1050铝合金静态及振动辅助条件下的压缩试验。实验发现，振动有利于降低材料的流动抗力，同时有助于改善试样表面形貌；成形力的降幅与所施加超声振动的振幅成比例关系。结合有限元数值模拟，研究材料在超声振动辅助压缩条件下的变形特点，发现在振动阶段，试样与模具接触面之间的摩擦条件得以改善。此外，应力叠加和摩擦条件改善是振动阶段成形力降低的两个原因，但两者的降幅总和小于实验中测得的降幅，因此软化效应是成形力降低的另一原因。

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Ni₇₅Al₁₄Mo₁₁ 合金早期沉淀过程的微观相场法模拟

梁晶晶, 李瑞琴,赵耀红

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2361-2366.

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采用微观相场动力学模型研究不同温度下Ni₇₅Al₁₄Mo₁₁合金的早期沉淀过程, 研究合金的微观结构、L1₀相的析出时间以及3种原子的占位概率。结果表明：沉淀过程中析出L1₀非化学计量比有序相，L1₀相有I型和II型2种结构，随着温度的增加，L1₀相析出的时间提前。在沉淀的过程，II型L1₀结构的析出时间比I型L1₀结构的析出时间早。温度升高缩短了L1₀相的形成时间，使L1₀相有序度更高；温度越低，L1₀相向L1₂相的转变时间越短。Al原子和Mo原子占据 γ 位， Ni原子占据α位和β位，在同样的温度和格点下，Al原子的占位几率大于Mo原子的占位几率。Ni、Al和Mo 3种原子构成复合L1₂相。

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一种岩石热-力耦合颗粒模型

夏明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2367-2379.

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为了模拟岩石热损伤问题，基于颗粒法提出一个新的热-力耦合颗粒模型。利用3个存在解析解的标准算例验证该模型的正确性和有用性。然后，利用该模型模拟一个考虑2种不同情况的应用例子：一是考虑温度无关的弹性模量和强度，二是考虑温度相关的弹性模量和强度。计算结果表明：考虑温度相关和温度无关弹性模量和强度这两种不同情况时，微裂纹的萌生和扩展过程不同，最后导致所形成的宏观破裂形态不同；相反，考虑温度相关或无关弹性模量和强度对热传导行为影响不大。所提出的模型考虑温度相关弹性模量和强度时，相应的计算结果与试验结果吻合较好；与在冷却条件下相比，岩石在加热条件下能形成更多的微裂纹。

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伊朗东北部萨卜泽瓦尔蛇绿岩带Baghejar铬铁矿周边土壤的镍、铬污染分析与评估

Eisa SOLGI, Javad PARMAH

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2380-2387.

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主要分析伊朗东北部萨卜泽瓦尔蛇绿岩带Baghejar铬铁矿(BCM)周边土壤的镍、铬浓度，采用污染指数评估土壤污染程度。土壤样品(深度为0~20 cm)采于距BCM矿不同距离的地点。采用原子吸收光谱测定土壤样品中重金属(铬和镍)含量。绘制等高线图描述重金属的空间分布，同时对金属污染程度进行了量化。结果表明，采样地土壤受到铬和镍污染。铬和镍的相应浓度分别达到(156.19±24.45)和(321.7±133.27) mg/kg，超出对应的土壤最大允许浓度。各种指数显示出铬铁矿周边土壤显著受到铬和镍污染，超出正常范围数倍之多。研究表明，重金属浓度随着与矿区距离增加而增加。采矿产生的污染可以迁移到距源头较远的地方。

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巯基苯骈噻唑在黄铜矿和闪锌矿表面的吸附机理：第一性原理分析和光谱研究

焦芬,覃文庆,刘瑞增,王兴杰

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2388-2397.

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通过红外光谱分析和密度泛函理论对2-巯基苯骈噻唑(MBT)与黄铜矿和闪锌矿表面的作用机理进行研究。红外光谱分析结果表明，当药剂与矿物作用后，黄铜矿表面出现MBT的特征峰，包括C=N，C=N—S和C—S的伸缩振动峰，其表面出现吸附产物CuMBT；但是，在闪锌矿表面未发现药剂MBT的特征峰。MBT以硫酮分子形式存在时更稳定，N原子和环外S原子易与金属发生反应，为反应活性位点。与闪锌矿(110)面相比，MBT更容易吸附在黄铜矿(112)面，它是通过五元环外的S原子的p和s轨道与Cu原子的d轨道形成正配键，从而在黄铁矿表面发生吸附。在真空条件下，以硫酮分子形式存在的MBT很难自发地吸附在闪锌矿(110)面。

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金红石精矿的生物脱硅提纯与脱硅微生物的群落结构分析

宋翔宇,邱冠周,王海东,谢建平,徐靖,王娟

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2398-2406.

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初始菌株HY-7是从河南省三门峡矿区的铝土矿矿坑水中分离出来的硅酸盐杆菌。根据试验结果，该菌的最佳生长温度为30 ℃和pH值是7.0，紫外诱变改良时的最佳紫外照射时间为20 s，此时的正突变率为23.0%。紫外诱变前后菌株的生长曲线对比表明，诱变后菌株达到稳定状态的时间为144 h，比诱变前提早24 h。细菌的序列同源性分析表明，该群落组成主要可以分为两大支，一支与类芽孢杆菌属有较高的同源性，另一支与乳酸芽孢乳杆菌属有较高的同源性。生物脱硅试验结果表明，经过7 d的生物浸出脱硅过程后，金红石精矿中TiO₂的品位从78.21%提高到91.80%，其回收率达到95.24%。该生物脱硅工艺不仅有效地提高了金红石精矿的品位，同时还很环保。

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Acidianus manzaensis浸出黄铁矿过程中铁L边和硫K边XANES光谱学分析

刘红昌,夏金兰,聂珍媛,马亚龙,马陈燕,郑雷,洪才浩,赵屹东

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2407-2414.

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基于同步辐射技术对Acidianus manzaensis (A. manzaensis)浸出黄铁矿过程中铁L边XANES和硫K边XANES进行光谱学分析。浸出实验表明，A. manzaensis能加速黄铁矿的氧化。随着浸出时间的增加，浸出液的pH值逐渐降低；氧化还原电位值在第0~3天快速增加，然后缓慢增加。SEM结果表明，黄铁矿表面被A. manzaensis逐渐腐蚀；XRD结果表明，浸出残渣包含新组分黄钾铁矾和单质硫。铁L边XANES光谱学分析表明，黄铁矿生物氧化过程中铁形态逐渐转变为含Fe(III)物质。硫K边XANES光谱学分析表明，在黄铁矿生物浸出过程中产生元素硫且其质量比维持在3.2%~5.9%。硫代硫酸盐在第2~4天也被检测出来，这表明黄铁矿生物浸出过程中存在硫代硫酸盐。

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基于Popescu法的高铁三水铝土矿非等温热分解动力学

柳政根,王峥,唐珏,王宏涛,龙红明

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2415-2421.

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在非等温条件下研究高铁三水铝土矿的热分解动力学。利用Pcpescu法分析高铁三水铝土矿的热分解反应机理。结果表明，Jander方程的三维扩散模型是高铁三水铝土矿热分解反应的最概然机理函数，函数机理代码为D3。由Popescu法得到的高铁三水铝土矿热分解活化能和指前因子分别为75.36 kJ/mol和1.51×10⁵ s^-1。由等转化率方法求出的活化能验证了所求机理函数的正确性。Popescu法是分析高铁三水铝土矿热分解反应机理较为合理和可靠的方法。

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基于多相流模拟的水力旋流器内依赖于粒度的颗粒流动行为

崔瑞王光辉李茂林,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2422-2428.

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为研究水力旋流器内不同粒度颗粒的流动行为，设计了这样一个过程：将具有一定粒度分布的颗粒群注入一个具有稳定流场与空气柱的直径为100 mm的水力旋流器中，并通过瞬态求解器来模拟这一过程。通过比较分级效率结果，用实验验证了数值模拟所选择的数值模型。模拟过程表明：相比于粗颗粒与细颗粒，接近分离粒度的25 μm石英颗粒需要消耗更多的时间在旋流器的出口形成稳定的质量流率。随着粒度从5 μm增加到25 μm，处于内旋流中的颗粒需要更多的时间才能进入溢流管。25 μm石英颗粒在上升至溢流管的过程中在径向上朝外运动，这与5 μm和15 μm石英颗粒向上运动时紧紧包围空气柱的现象刚好相反。研究结果表明：颗粒在旋流器内的流动行为是依赖于颗粒粒度的。

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吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜

周宇通,李言祥,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2429-2437.

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以A356铝合金为原料，使用高纯氮气、空气以及氧气体积分数为0.2%~8.0%的混合气体通过吹气法制备泡沫铝样品。利用金相显微镜、SEM和AES等检测技术，研究气体中氧气含量对泡沫铝泡孔结构、相对密度、泡壁宏观及微观形貌、氧化膜覆盖面积分数和氧化膜厚度的影响。结果表明，当氧气体积分数小于1.2%时，氧化膜覆盖面积分数随着氧气含量的上升而增加。当氧气体积分数大于1.6%时，氧化膜覆盖了泡壁的全部表面，可以制备出泡孔结构良好的泡沫铝。由氧气体积分数为1.6%~21%的气体制备泡沫铝泡壁的氧化膜厚度几乎不变。此外，从理论上分析氧化膜厚度不随氧气体积分数改变而改变的原因及实现氧化膜全覆盖的需氧量。最后，基于实验现象分析氧化膜在吹气法泡沫铝泡沫稳定中的作用。

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静磁场下浓度梯度控制的凝固过程中α(Al)枝晶定向生长行为

李磊</fnm><snm>,</snm></au>,徐博,佟伟平,何立子,班春燕,张辉,左玉波,朱庆丰,崔建忠<au><fnm>,<au><fnm>崔建忠崔建忠

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2438-2445.

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制备大小两种Cu(固态)/Al(液态)扩散偶，考察在不同静磁场下浓度梯度控制的凝固过程中初生α(Al)相的定向生长行为。结果表明：在大扩散偶中，无论是否施加磁场，α(Al)枝晶均呈现定向生长特征，但12 T磁场导致枝晶的规则生长、一致偏转和二次枝晶臂减小；在小扩散偶中，当磁感应强度?5 T时，α(Al)枝晶仍呈一定的定向生长特征，当磁感应强度升至8.8T时，枝晶的定向生长被破坏并诱发严重的混乱偏转，而当磁感应强度升至12 T时，枝晶尽管仍呈一致偏转，但变得非常规则。枝晶的定向生长源于在熔体中建立的连续长程浓度梯度。枝晶的形貌改变则主要与静磁场对自然对流的抑制以及其诱发的热电磁对流有关。

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吸附薄液膜下PCB-ImAg和PCB-HASL电化学迁移腐蚀行为与机理

丁康康,李晓刚,肖葵,董超芳,张凯,赵瑞涛

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2446-2457.

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采用体视学显微镜和扫描电镜(SEM)结合X射线能谱分析(EDS)研究不同厚度0.1 mol/L Na₂SO₄薄液膜下浸银处理电路板(PCB-ImAg)和无电镀镍金处理电路版(PCB-ENIG)的电化学迁移行为与机理，结合交流阻抗谱(EIS)和扫描Kelvin探针技术(SKP)对电偏压作用后PCB金属极板的腐蚀倾向和动力学规律进行分析。研究结果表明，经电偏压作用后，在不同湿度条件下，PCB-ImAg板上银的迁移腐蚀产物数量极为有限，而在高湿度条件下(85%)下，PCB-HASL两电极间同时发现了铜枝晶以及铜/锡的硫酸盐、金属氧化物等沉积物。SKP结果表明，阴极板表面电位明显低于阳极板表面电位，具有较高的腐蚀倾向。建立电偏压作用下PCB电化学迁移腐蚀反应机理模型，并对两种电路板电化学迁移行为差异进行比较。

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光亮镍在甜菜碱盐酸盐-乙二醇离子液体中的电沉积行为

龚凯,华一新,徐存英,张启波,李艳,汝娟坚,介亚菲,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2458-2465.

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采用循环伏安和计时电流法，在14.3%~85.7%(摩尔分数)的甜菜碱盐酸盐-乙二醇离子液体中研究镍在玻碳电极和碳钢电极上的电沉积行为。结果表明：相比Ni(II)在玻碳电极上受扩散控制的三维瞬时形核过程，Ni(II)在碳钢电极上受扩散控制的准可逆还原过程更容易。SEM和EDAX表明在碳钢片上电沉积得到的镀层为金属镍，且镀层致密、均匀，晶粒细小(平均粒径为(80±4) nm)。XRD表明，(111)晶面为镍在碳钢片上的最优生长晶面。镀层表面平整光亮，与碳钢基体有良好的附着力。

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采用乙醇为干燥剂的BeO凝胶注模坯体的液体干燥

王小锋,彭超群,王日初,孙月花,陈以心

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2466-2472.

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以乙醇为液体干燥剂，研究BeO凝胶注模坯体的液体干燥。采用质量称量和尺寸测量等手段，研究乙醇浓度和坯体固相体积分数与尺寸等因素对坯体含水率与收缩的影响规律，分析液体干燥应力并建立干燥初期的应力模型。结果表明：乙醇浓度越高，坯体的含水率下降越多，收缩率越小；坯体的固相体积分数越低，高径比越大，干燥效果越好；坯体因局部干燥速度不均匀而产生液体干燥应力；随着干燥的进行，坯体内部的应力由压应力逐渐转变为拉应力，而坯体外部则由拉应力逐渐转变为压应力。

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液铝和铜-硅合金的石墨反应润湿动力学

张弟,朱定一,张腾,王沁峰,

中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(7): 2473-2480.

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为了揭示反应润湿扩散过程的物理本质，提出一种解释其驱动力和润湿机理的能量模型。在真空条件下采用通管滴落法，研究熔融的Al及Cu-Si合金在石墨基板上的反应润湿铺展过程，由轴对称形状分析软件 (ADSA)测量摄入图像的接触角。研究典型反应润湿的热力学和动力学过程，推导能量关系的热力学方程，计算石墨表面能和三相线处固-液界面能相对于时间的变化值，并建立关于界面能的动力学模型。借助实验验证该模型的合理性，表明在反应过程中固液界面能随时间呈指数关系下降。从能量角度可为反应润湿过程提供一种新的解释方法。

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2015年, 第25卷, 第7期　刊出日期：2015-07-25

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