欢迎访问《中国冶金》官方网站!今天是

2016年, 第26卷, 第3期 刊出日期:2016-03-25
  

  • 全选
    |
    Structural Materials
  • 刘晴,朱瑞华,李劲风,陈永来,张绪虎,张龙,郑子樵
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 607-619.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    利用光学显微镜(OM)、差示扫描热分析法(DSC)、电子探针(EPMA)、X衍射(XRD)等研究手段分析Mg、Ag、Zn复合微合金化的Al-3.8Cu-1.28Li(质量分数,%)合金在均匀化过程中的组织转变。结果表明:合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析,此时合金中含有TB(Al7Cu4Li)、θ(Al2Cu)、R(Al5CuLi3)、S(Al2CuMg) 相以及少量的(Mg+Ag+Zn)复合相与AlCuFeMn相。当第二级均匀化时间为2 h时,第二相含量大幅度降低。随着均匀化时间的延长,TB、θ、R、S和(Mg+Ag+Zn)复合相能全部溶入基体,从而合金的枝晶偏析消除,且合金的均匀化过程可以用一指数方程描述。但是AlCuFeMn相似乎转变成Al7Cu2Fe 和AlCuMn相,其中Al7Cu2Fe的尺寸几乎不发生变化。
  • 曹以恒,何立子,张林,周亦胄,王平,崔建忠
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 620-626.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研究在不施加和施加12 T强磁场条件下,于150~400 °C下退火1 h后,经热轧和低温等径角挤压 (cryoECAP)制备的1050铝合金的硬度和显微组织的演化规律。通过背散射电子衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)表征晶粒的显微结构和位错。研究表明:在cryoECAP变形前进行热轧可使cryoECAP制备的1050铝合金产生更多更小尺寸的等轴晶以及更多的大角度晶界(HABs),这些都能在随后的退火过程中促进合金的回复和再结晶且使合金组织变得更加均匀。在150~250 °C施加强磁场退火能促进回复和再结晶过程,并且使硬度值明显降低。在300~400°C退火过程中施加磁场能够抑制晶粒的异常长大,促使晶粒尺寸分布更加均匀。
  • Michaela ?lapáková POKOVá, Mariia ZIMINA, Miroslav CIESLAR
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 627-633.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    添加少量锆元素对双辊铸轧AA3003铝合金进行改性。在450 °C对合金进行退火处理产生Al3Zr析出相,同时出现富Mn α-Al(Mn, Fe)Si相。由等通道转角挤压引起的大塑性变形致使合金的晶粒细化且硬度增加。电子背散射衍射及透射电镜观察结果显示在热处理变形后期预先退火处理对合金显微组织变化的影响。对于变形前未进行退火处理的合金,在450 °C退火时,其位错回复和α-Al(Mn, Fe)Si相析出使再结晶提前发生。由于预变形退火使固溶体中Mn原子含量降低,因此,在变形过程中对合金进行预变形退火处理会使回复更容易发生。Al3Zr析出相能促进再结晶过程的进行。
  • 党波,刘丛丛,刘峰,刘颖卓,李远兵
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 634-642.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了提高性能且降低成本,设计末端激冷的砂型铸造实验,研究A356铝合金的凝固组织随冷却速率的演化特征以及不同凝固组织对后续固溶处理过程的影响。实验结果表明:初生相α(Al)的二次枝晶间距、共晶Si的尺寸以及Al-Si共晶体积分数随冷却速率的提高而减小。经过540 °C固溶处理1 h后淬火,当冷却速率为2.6 K/s时,共晶Si完全球化;当冷却速率为0.22 K/s时,共晶Si发生部分球化;当冷却速率为0.22和0.12 K/s时,仅共晶Si的边缘发生钝化。同时,当冷却速率为2.6 K/s时,合金具有最大的显微硬度。由此可见,经过高冷却速率凝固后,细化的共晶Si更容易发生球化,从而在给定固溶温度条件下,降低了固溶处理所需要的时间,即降低了生产成本。
  • 陈刚,张宇民,杜之明
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 643-648.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了研究半固态成形过程中的热裂现象,在高温固态和半固态及不同应变速率对Al-Zn-Mg-Cu系挤压态7075铝合金进行拉伸试验。结果表明:随着液相率的升高,7075铝合金在拉伸过程中表现为3种变形机制。首先,合金表现为典型的塑性变形特征;随着温度升高,合金的变形行为由固相和液相共同决定,变形特点由塑性向脆性转变;液相率更高时,合金的变形行为完全由液相决定,并表现为明显的脆性变形特点。在应变速率分别为1×10-4、1×10-3和1×10-2 s-1时,合金的脆性温度区间分别为515~526、519~550和540~580 °C。此外,建立了关于拉伸行为的两个关键方程。
  • 杨群英,杨东,张志清,曹玲飞,吴晓东,黄光杰,刘庆
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 649-657.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在Gleeble-1500热模拟机上通过等温热压缩试验研究高铜6A82铝合金(Al-Mg-Si-Cu)在变形温度为320~ 530 °C、应变速率为0.001~10 s-1条件下的流变应力和显微组织演变。结果表明,合金的流变应力在变形温度为320~390 °C的范围内呈连续软化行为,在温度高于460 °C的条件下达到稳定状态。合金的流变行为受双曲正弦形式的本构方程(Zener-Hollomon参数Z)影响,其热变形激活能为325.12 kJ/mol。显微组织表征表明,明显的动态再结晶和动态析出的粗化导致流变应力的连续软化。在相近的ln Z值条件下,变形热使合金在530 °C、10 s-1条件下的动态再结晶比460 °C、0.1 s-1条件下的更加明显。
  • 韩星,邵博,左克生,蒋琳,张海涛,何立子,秦克,崔建忠
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 658-664.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用直接水冷半连续铸造法制备AA4045/AA3003铝合金包覆铸锭,对合金界面组织、温度分布、成分分布及力学性能进行研究。结果表明,包覆铸锭界面清晰平直,无气孔、夹杂等缺陷,界面处合金元素在 596~632 °C范围内发生扩散,形成平均厚度的10 μm的扩散层。从AA4045铝合金一侧向AA3003铝合金一侧,Si元素含量下降,Mn元素含量上升。包覆铸锭试样的抗拉强度为103.7 MPa,断口位于AA3003合金侧,界面抗剪切强度为91.1 MPa,说明两种合金通过合金元素的互扩散实现了冶金结合。
  • 林冲,吴树森,吕书林,曾劲彪,安萍
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 665-675.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研究铁含量对流变铸造过共晶Al-17Si-2Cu-1Ni合金在干摩擦条件下磨损行为的影响。磨损测试是在销-盘式摩擦磨损试验机上进行的。结果表明,在同等载荷下,流变铸造合金试样比传统重力金属型铸造试样的磨损率小。细小颗粒状δ-Al4(Fe,Mn)Si2相和多边形状α-Al15(Fe,Mn)3Si2相有助于提高流变铸造合金的耐磨性。随着细小富铁相体积分数的增加,流变铸造合金试样的磨损率减小。此外,随着载荷从50增大至200 N,流变铸造合金试样的磨损率增大。对于含3% Fe的流变铸造合金,在低载荷(50 N)时,磨损机制以氧化磨损为主;在高载荷时,磨损机制以氧化磨损和剥层磨损的联合作用为主。
  • Iman HEJAZI, Seyyed Ehsan MIRSALEHI
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 676-683.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    铝合金搅拌摩擦焊已应用于多个工业领域。搅拌摩擦焊的焊接接头须具有优异的弹塑性及与基体金属相似的变形性能。在本研究中,将双面搅拌摩擦焊与传统的单面板进行对比。采用具有不同搅拌针长度(搅拌针长度为合金板厚度的50%~95%)的可调节工具对合金板材进行双面搅拌摩擦焊。研究焊接接头的宏观、微观形貌,强度和硬度以确定搅拌针的最佳插入深度。结果表明,当搅拌针长度为合金板厚度的65%时,双面搅拌摩擦焊焊接接头的极限抗拉强度比单面搅拌摩擦焊接接头的极限抗拉强度提高了41%。
  • FarhadGHARAVI,KhamirulA.MATORI,RobiahYUNUS,NorinsanK.OTHMAN,FirouzFADAEIFARD
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 684-696.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用氯化钠+过氧化氢溶液浸泡试验研究AA6061-T6铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的腐蚀行为。采用循环动电位极化测试、扫描电子显微镜和能谱仪表征腐蚀形貌,揭示焊接区与基体合金的腐蚀机理。研究了焊接接头的显微组织和剪切强度。结果表明,与基体合金相比,焊接区在腐蚀溶液中会发生晶间腐蚀和点蚀。搭接剪切测试结果表明,所得焊接接头的拉伸剪切强度为128 MPa, 超过基体合金强度的60%。电化学测试结果表明,焊核区和热影响区的保护电位比点蚀电位更负,说明焊核区与热影响区点蚀的趋势不强。基体合金抗腐蚀性比焊缝区的强,而热影响区的抗腐蚀性最差。点蚀主要源于金属间化合物边缘,因为与铝基体相比,金属间化合物的自腐蚀电位更高而成为阴极。由于焊缝区的金属间化合物增加,腐蚀电偶增加,焊缝的抗腐蚀性降低。
  • Yong-HoKIM,Hyeon-TaekSON,
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 697-703.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研究添加2%、5%、8%和11%锂对铸态和挤压态Mg-6Al-2Sn-0.4Mn合金的显微组织和力学性能的影响。在SF6和CO2气氛和700 °C温度下铸造Mg-xLi-6Al-2Sn-0.4Mn(x=2,5,8和11质量分数,%)合金。经350 °C均匀化热处理后,铸锭在200 °C进行挤压,挤压比为40:1。在Mg-6Al-2Sn-0.4Mn合金中添加锂可以形成MgSnLi2,MgAlLi2和/或AlLi金属间化合物以及随机基面织构。随着锂含量的增加,β-Li相增加且沉淀相的平均面积分数也增加。随着锂含量从2%增加至5%、8%和11%,合金的抗压屈服强度从212 MPa分别增加至235、242和239 MPa。当锂含量达到11%时,合金的伸长率超过60%。锂添加对含锂相合金力学性能的提高起到重要作用。
  • 王立东,李雪松,王超,王立民,曹占义
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 704-711.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用传统钢模铸造法和高冷却速率的水冷铜模喷铸法两种方法制备Mg-1Zn-0.5Ca合金,对合金的组织、力学性能和生物腐蚀性能进行对比研究。研究结果表明,提高冷却速度,合金的组织更均匀,晶粒尺寸显著细化。在3.5% NaCl溶液和模拟体液Hank’s 溶液中采用动电位极化和浸泡失重测试合金的耐生物腐蚀性,结果显示高冷却速率下制备的合金在两种溶液中均具有较好的耐生物腐蚀性,其原因为提高冷却速率使合金组织更均匀,原电池腐蚀效应减弱。提高冷却速度,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率等力学性能得到提高。晶粒细化是其力学性能提高的主要原因。
  • 许赵华,李淼泉,李宏
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 712-721.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了研究GH696合金的热变形行为,在880~1120 °C、0.01~10 s-1条件下对其进行一系列等温压缩试验,所有试样的变形量为50%。计算各变形条件下的应变速率敏感性指数(m)及应变硬化指数(n),并分析加工参数对m和n值的影响。结果表明,流变应力随着应变速率的增大及变形温度的降低而增大。m值随变形温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小,而n值则随着变形温度的升高而减小。此外,建立了GH696合金热变形过程中的流变应力模型,由模型计算得到的流变应力与实验结果吻合较好。
  • 张钦差,陈明和,王辉,王宁,欧阳金栋,李新孝
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 722-728.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    对金属间化合物Ti2AlNb基合金在加热状态下的变形行为和变形机理进行研究。首先,利用单向拉伸试验得到不同温度和应变速率下合金的真应力-应变关系;然后,通过拉深和弯曲试样得到合金的极限拉深比(LDR)及弯曲性能参数;最后,通过金相实验和断口形貌分析研究Ti2AlNb基合金在不同加热条件下的高温变形机制。结果表明:在750~950 °C、应变速率0.001 s-1的条件下,随着温度的升高,合金的伸长率从13.58%增大至97.82%,屈服强度从788 MPa降低至80 MPa;当温度达到950 °C时,应变速率对合金的变形性能有明显影响。同时,在该温度范围内,材料发生由O相向B2和α2相的组织转变,从微观组织演变揭示了Ti2AlNb基合金塑性提高的变形机理。
  • 马旭颐,巩水利,张久兴,芦伟,杨璟
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 729-735.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用双光束双侧同步填丝焊接的方法制备Ti-6Al-4V合金T型接头,并对焊缝成形、组织、力学性能及其相互关系进行研究。结果表明,试验获得了质量良好的焊缝,未出现不连续、焊瘤、可见的裂纹及气孔等缺陷,同时发现其与焊接过程中稳定的熔池行为及良好的熔滴过渡有关。从接头截面可以发现,蒙皮及筋条侧热影响区的形状完全不同。热影响区和熔合区的组织包含针状马氏体α′相。热影响区及熔合区的显微硬度均高于母材,且在筋条侧靠近融合区的热影响区处显微硬度最大。沿蒙皮及筋条方向的拉伸试样均断裂于母材处,其断裂方式为延性断裂。
  • NitinKOTKUNDE,SashankSRINIVASAN,GeethaKRISHNA,AmitKumarGUPTA,SwadeshKumarSINGH
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 736-746.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    成形极限图是一种用来描述使板材不发生局部颈缩所需最大主应变的重要图形。它是一种预测板材变形过程中变形极限的方便、有效的工具。本研究中,在400 °C和不同样品宽度的条件,通过Nakazima实验得到了Ti-6Al-4V合金的成形极限图。此外,为了使用成形极限图对材料参数进行理论预测,提出了不同的各向异性屈服准则(Barlat 1989, Barlat 1996, Hill 1993)和不同的硬化模型(Hollomon幂定律、Johnson-Cook(JC)模型、改进的Zerilli-Armstrong (m-ZA)和Arrhenius (m-Arr)模型)。结合所提出的屈服准则和本构模型,通过Marciniak和Kuczynski (M-K)理论确定了Ti-6Al-4V合金的成形极限图。结果表明:屈服模型对材料成形极限图的影响大于本构模型的影响。然而,材料的厚度缺陷系数(f0)与其硬化模型密切相关。Hill(1993)屈服准则最适合于成形极限图右边区域的预测,而Barlat(1989)屈服准最适合于成形极限图左边区域的预测。由于所得到的混合理论成形极限图兼具Barlat(1989)和Hill(1993)屈服模型和m-Arr硬化模型的优点,因此,它与实验得到的成形极限图吻合很好。
  • Functional Materials
  • ?zge Balc?, Duygu A?ao?ullar?, M. Lütfi ?ve?o?lu, ?smail Duman
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 747-758.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在强还原剂条件下,以相关的金属氧化物为原材料,采用粉末冶金法成功合成具有不同含量NbB、NbB2和Nb3B4相的硼化铌粉末和单相NbB粉末。在室温下使用高能球磨机球磨Nb2O5、B2O3和 Mg混合粉末。随后,利用HCl浸出除去球磨粉末中无用的MgO相,合成最终产物NbB-NbB2-Nb3B4,产物在1500 °C下退火4 h,以便观察硼化物之间的转换。采用XRD、DSC、PSA、SEM/EDX、TEM 和 VSM表征该产物。研究球磨时间(达9 h)对产物形成、显微组织和热行为的影响。化学计量混合粉末经2 h球磨后,发生了还原反应。在不存在任何二次相和杂质时,通过机械化学法,球磨5 h并采用4 mol/L HCl浸出,得到高纯纳米尺寸NbB-NbB2-Nb3B4粉末。经退火处理后,纯的纳米尺寸NbB-NbB2-Nb3B4粉末转变为单相NbB,不存在NbB2和Nb3B4相。
  • HosseinSAFARDOUST-HOJAGHAN,MaryamSHAKOURI-ARANI,MasoudSALAVATI-NIASARI
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 759-766.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    通过简单的微波反应,使用一种新型的前驱体复合物[Hg(C13H11NSO)2]2+,制备具有不同形貌和颗粒尺寸的晶体汞硫化物(HgS)。通过X射线、扫描电镜、紫外-可见光谱对产物进行表征,获得了具有不同尺寸的汞硫化物纳米结构。研究前驱体浓度、溶剂种类、微波时间和功率对产物尺寸和形貌的影响。结果表明:溶剂种类和微波功率极大地影响HgS的最终尺寸。乙二醇是合成细小颗粒HgS的最佳溶剂,制备具有尺寸分布均匀的HgS纳米颗粒的最佳功率是900 W。通过紫外-可见光谱计算出HgS纳米颗粒的带隙是3.2 eV, 这相对于块体样品2 eV的带隙蓝移了1.2 eV。
  • H. NAYAK
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 767-774.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用溶胶-凝胶法合成纳米结构锌-铜混合铁氧体。XRD分析表明,不同组分Zn(1-x)CuxFe2O4 (x=0.0, 0.25, 0.50, 0.75)铁氧体为单相反尖晶石结构。随着铜含量的增加,晶粒尺寸增大。采用SEM表征样品的表面形貌,结果表明粒子为多孔结构。采用FT-IR和TEM分析所制备的样品。当x=0.75及催化剂为5%(摩尔分数)时,速率常数k值最高,这归因于高铜含量以及除Cu2+-Cu+和 Fe3+-Fe2+外,由于电荷相互作用而产生的混合位Cu2+-Fe +和/或Cu+-Fe2+离子对。混合氧化物活性增加归因于通过新离子产生而增大的活性位置浓度。随着锌含量的增加,颗粒尺寸增大。铁氧体粉末催化活性的变化是因为催化活性组分价态的变化,这能氧化从草酸镧中释放的一氧化碳。
  • 牛志伟,黄继华,陈树海,赵兴科
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 775-782.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研究一系列Al-Si-Ge钎料用于铝钎焊,并对钎料合金的显微组织和性能进行分析。结果表明:Al-12Si共晶合金中添加从0到30%(质量分数)的Ge,可使Al-Si-Ge钎料合金的液相线温度由592 °C下降到519 °C。随着Ge含量的增加,形成了Al-Ge 共晶组织。然而,当Ge含量超过20%时,共晶组织趋于聚集长大,钎料合金中形成粗大颗粒状的初生Si-Ge相,这些粗大组织的形成极大地降低了钎料合金的性能。Al-10.8Si-10Ge 钎料具有优良的加工性能和铺展润湿性,当采用此钎料钎焊1060纯铝时,可以获得完整的钎焊接头,剪切测试结果表明此钎料钎焊接头的断裂位置发生在母材。
  • 张苗,王献辉,杨晓红,邹军涛,梁淑华
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 783-790.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了阐明SnO2粒度大小对AgSnO2触头材料电弧侵蚀行为的影响,采用粉末冶金法制备不同SnO2粒度的Ag-4%SnO2(质量分数)触头材料,对触头材料组织进行观察,并对其致密度、硬度和导电率进行测量。对Ag-4%SnO2触头材料进行电弧侵蚀实验,确定燃弧时间和电弧侵蚀前后的质量变化,并对电弧侵蚀后触头材料表面的形貌和成分进行表征。结果表明:细小的SnO2颗粒有助于提高Ag-4%SnO2触头材料的致密度和硬度,但降低了其导电率。随着SnO2粒度的减小,Ag-4%AgSnO2触头材料的燃弧时间变短,质量损失降低,电弧侵蚀面积增大,蚀坑变浅且分散。
  • 徐晨晨,肖学章,邵杰,刘朗夏,秦腾,陈立新
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 791-798.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    结合球磨和热处理制备掺杂Ti,TiMn2和TiAl的Mg2FeH6样品,并系统研究这些添加剂对Mg2FeH6样品放氢行为的影响。研究结果表明:所有添加剂都能够在一定程度上改善Mg2FeH6的放氢性能,特别是TiMn2对Mg2FeH6的放氢动力学性能改善效果显著。根据Kissinger方程计算出掺杂TiMn2的Mg2FeH6样品的放氢活化能为94.87 kJ/mol,与未掺杂的Mg2FeH6样品相比,降低了28 kJ/mol。另外,掺杂TiMn2的Mg2FeH6样品在循环测试过程中仍具有良好的放氢性能改善效果。
  • 方萌,胡玲,杨磊,史常东,吴玉程,汤文明,
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 799-805.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    经Sn/Pd活化后,在SiC体积分数为65%的SiCp/Al复合材料表面化学镀Ni-P合金,研究复合材料表面形貌及其对Ni-P沉积过程的影响,以及Ni和P原子间的结合方式。结果表明,Sn/Pd活化点分布不均导致Ni-P颗粒优先沉积在Al合金和粗糙的SiC表面以及腐蚀孔洞中,Ni-P 合金膜具有非晶结构,其中Ni原子和P原子间依靠化学键结合。在形成连续的Ni-P合金膜之后,化学镀Ni-P合金不再受SiCp/Al复合材料表面形貌及特性的影响,而是受化学镀本身控制,Ni-P合金膜遵循线性生长动力学,其活化能为68.44 kJ/mol。
  • 项南,宋仁国,庄俊杰,宋若希,陆筱雅,苏旭平,
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 806-813.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    以硅酸盐为主盐,加入氟锆酸钾溶液制备6063铝合金微弧氧化陶瓷层,并研究电流密度对该陶瓷层的微观结构及性能的影响。研究结果表明,涂层的孔洞密度随着电流密度的增大而减小。摩擦磨损和硬度测试表明在电流密度为15 A/dm2 下制备的涂层表现出最佳的力学性能,这与物相分析的结果是一致的。电化学阻抗谱和动电位极化曲线同样也表明在电流密度为15 A/dm2 下制备的涂层表现出最佳的耐腐蚀性能,这和涂层的形貌是直接相关的。
  • 崔学军,杨瑞嵩,刘春海,余祖孝,林修洲,
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 814-821.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    利用十四烷酸溶液化学浸泡的方法改性微弧氧化AZ31B镁合金,获得了具有疏水特性的微弧氧化膜。采用接触角测量仪检测膜层的润湿性能;利用SEM、XRD和FT-IR等方法表征膜层的形貌和结构;通过极化曲线和浸泡实验考察样品在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:改性时间从0 h增至5 h时,膜层的静态接触角从0°增加到了138°,膜层的微孔尺寸减小,微孔数量减少;化学改性未改变微弧氧化膜的晶体结构,但改性样品的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度降低,耐蚀性能得到提高,且疏水性和耐蚀性随着烷基链的增长而增强。氧化膜表面微观多孔的结构促进低表面能烷基羧酸的润湿铺展,烷基链通过双配位键合作用形成单分子层,封闭或缩小微孔,致密微弧氧化膜,并赋予其疏水特性,进一步提高微弧氧化膜对镁合金的腐蚀防护能力。
  • Mine Engineering, Metallurgical Engineering, Chemistry and Chemical Engineering
  • 李杭州,熊光东,赵桂平
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 822-834.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在塑性力学的框架范围内研究弹塑性本构模型,分析软岩的强度变形特性。结果表明,软岩的黏聚力和内摩擦角是塑性应变的函数,在此基础上,提出双曲线型函数的发挥内摩擦角以及指数和多项式混合型的发挥黏聚力函数模型。基于统一强度理论和材料强度的发挥特性,确定软岩的屈服函数,采用非相关联流动法则确定塑性势函数,建立软岩的弹塑性本构模型并对其进行验证,结果表明所建立的本构模型可以较好地预测软岩的力学行为特性。分析所建立本构模型的优点,结果显示所建立的本构模型为硬化/软化混合型本构模型。进一步扩展更具有普遍性的硬化/软化驼峰型发挥内摩擦角函数。
  • 尹升华,王雷鸣,陈勋,吴爱祥
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 835-841.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    由于双重孔隙结构的存在,溶液毛细作用与重力流共同存在于浸堆内。毛细作用是细颗粒矿石和内部粗糙岩石溶解的主要原因。通过一系列柱浸实验探究了粒径和堆体孔隙率对毛细管过程的影响。证实堆体内存在大孔隙,并且依此提出毛细上升理论。柱浸实验使用两组矿石颗粒,即单一粒径颗粒与非均匀颗粒。研究结果表明:颗粒大小与毛细管最终高度成反比,并且颗粒越小,毛细上升越高。颗粒分级程度较低时,毛细上升高度和速度较小,然而颗粒分级程度较高时毛细上升高度和速度较大。获得了孔隙度和毛细上升的拟合参数之间的关系。柱浸颗粒较细时低孔隙度和高表面张力导致更高的毛细高度。毛细管水分含量随毛细上升高度增加而增加,并获得了毛细管高度和水分含量之间的关系。
  • 周秋生,李闯,李小斌,彭志宏,刘桂华,齐天贵
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 842-848.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    以纯化合物和高岭土为原料,研究Fe2O3-SiO2-Al2O3三元系还原烧结过程中Fe2O3的反应行为。热力学计算分析和还原烧结实验结果表明,在还原性碳气氛中,1173 K下Fe2O3被还原后得到的FeO能分别与SiO2和Al2O3反应生成硅酸亚铁和铝酸亚铁。对于Fe2O3-SiO2-Al2O3三元系,在还原性气氛条件下,Fe2O3还原后形成的FeO将优先与Al2O3反应形成铝酸亚铁,只有当体系中Al2O3反应完全后还存在过量的FeO时,SiO2才能与FeO反应形成硅酸亚铁。当烧结温度继续升高到1473 K时,三元系中形成的铝酸亚铁将进一步与体系中的SiO2反应生成莫来石和FeO。研究结果有望为氧化铝生产过程中低A/S比含铁原料的铝硅分离提供新的思路。
  • 田勇攀,潘晓林,于海燕,涂赣峰
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 849-858.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用分析纯试剂CaCO3、Al2O3、SiO2和Na2CO3合成Na2O掺杂铝酸钙熟料,研究Na2O掺杂对铝酸钙化合物形成机理及12CaO·7Al2O3(C12A7)晶体结构的影响。结果表明:当熟料中Na2O含量低于4.26%(质量分数)时,含Na2O物相主要为2Na2O·3CaO·5Al2O3和Na2O·Al2O3;其余Na2O主要掺杂在12CaO·7Al2O3内,并且使其结晶度降低。2Na2O·3CaO·5Al2O3的结晶度也随着熟料中Na2O含量升高而降低。2Na2O·3CaO·5Al2O3和12CaO·7Al2O3的生成途径有两种方式:一是由初始反应物的直接反应生成,二是由反应中间产物CaO·Al2O3的进一步转化反应生成。晶体结构模拟结果表明,在Na2O掺杂的12CaO·7Al2O3晶格内,其O—Na键的共价性弱于O—Ca键和O—Al键的共价性,使12CaO·7Al2O3晶胞自由能升高,化学活性提高。当熟料中Na2O含量由0增加至4.26%时,Al2O3的浸出率由34.81%增大至88.17%。
  • 甘传海,方明,张磊,邱实,李锦堂,姜大川,温书涛,谭毅,罗学涛
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 859-864.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研究冶金级硅低速定向凝固过程中杂质铁的再分布。采用ICP-MS检测铁的浓度,绘制铁在固相、液相、晶界和晶体生长方向上的浓度示意图。铁浓度在固、液相中具有明显差异。依据质量守恒定理,计算得出溶质边界层约为4 mm,铁的有效分凝系数约为2.98×10-4。在低速凝固条件下,铁容易偏析聚集在晶界。在生长方向上,由于低速凝固,铁浓度在硅锭86%高度以下几乎恒定,不完全符合Scheil方程规律。讨论了对流对铁再分布的影响,对流“死区”对铁再分布具有重要影响。
  • 管青军,孙伟,周桂英,刘佳鹏,殷志刚
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 865-873.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    考察萃取剂Versatic 10 以及它和Cyanex 301组成的复配萃取体系从含有镁钙离子的硫酸盐溶液中萃取分离镍钴离子的萃取和反萃特征。Versatic 10萃取分离镍钴和钙镁的最佳条件为初始pH值为2.5、油水体积比O/A为1/3、皂化率为60%。Versatic 10的负载有机相用2 mol/L的硫酸溶液以O/A为1/1进行反萃。复配萃取体系中Versatic 10和Cyanex 301的最佳体积比为7/3,复配体系能有效降低镍钴和钙镁萃取分离的平衡pH值至3.50,当O/A为1/2时,2 mol/L的硫酸溶液可以对负载有机相进行有效反萃。Versatic 10与金属离子进行萃取的反应机理为离子交换,而Cyanex 301与金属离子之间不仅有离子交换还有强烈的配位效应,这种配位效应在复配体系与金属离子萃取过程中被大大削弱。
  • Niharbala Devi
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 874-881.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研究了一种在煤油中采用双官能团[A336/Cy272]离子液体(IL),从其他母材离子溶剂萃取与分离铜的新工艺。采用这种双官能团IL比单独采用Aliquat 336或Cyanex 272萃取剂能更有效地萃取铜。采用紫外-可见光谱表征八面体铜-IL复合物的形成,同时采用FTIR光谱验证金属配体的相互作用。0.1 mol/L [A336/Cy272]的负载容量为1.71 g/L。剥离研究表明,采用0.1 mol/L 硫酸从0.05 mol/L IL中有效剥离0.298 g/L铜离子。在煤油中采用0.05 mol/L [A336/Cy272]等摩尔二元混合物研究铜对镍、镉、铁的选择性。在pH 3.56时得到最高分离因子8.41。在pH研究范围内铜能有效地从镍中分离,铁比铜优先被IL萃取,在pH 2.4时,得到最高分离因子3246。含有其他金属杂质的铜合成溶液中金属离子萃取率顺序为Fe>Zn>Cu>Cd>Co>Ni。
  • Abdel-RahmanEL-SAYED,Hossnia.S.MOHRAN,HodaAbdelShafySHILKAMY
    中国有色金属学报(英文版). 2016, 26(3): 882-894.
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    将H3PO4加入H2SO4溶液有助于降低铅酸电池深放电后的硫化作用。研究Pb和Pb-In合金在纯H3PO4和含不同浓度H3PO4的H2SO4溶液中的阳极行为。使用动电位法、恒电位法和循环伏安法进行电化学测试。通过X射线衍射(XRD)、X射线能谱分析(EDX)和扫描电镜(SEM)对Pb和Pb-In合金表面钝化膜的成分和形貌进行表征。动电位研究表明测试溶液中的钝化电流密度随合金中In含量的增加而增加。向电解液中添加0.1 mol/L H3PO4对减小In含量更高(10%和15%)的合金表面的钝化膜厚度更有效。XRD、EDX和SEM数据表明在混合溶液中,PbSO4和PbO在合金表面的生成随合金中In含量的增加而减弱,且当In含量更高时(15%)完全停止。