2016年, 第26卷, 第8期　刊出日期：2016-08-25

  

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Structural Materials
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  铝基复合材料搅拌摩擦焊过程中搅拌针的磨损预测

  AshishBIST,J.S.SAINI,BikramjitSHARMA

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2003-2018.

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  搅拌摩擦焊是铝基复合材料首选的焊接方法。这是一种固态焊接方法，可以防止熔焊中形成的金属间化合物导致力学性能下降。搅拌摩擦焊最主要的问题是搅拌针的磨损。磨损是由于搅拌针与复合材料中硬质增强相长期接触而造成的。本文综述了不同搅拌摩擦焊参数对搅拌针磨损的影响。研究发现，搅拌针的材料磨损量与搅拌针的转速和焊接长度呈正比，与行进速度呈反比。搅拌针的几何形状也与磨损量密切相关。搅拌针甚至可以转变成自优化形状以减小磨损。
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  7xxx系烧结铝合金沿样品长度的孔隙分布变化

  苑锡妮,S.M.AMINOSSADATI,M.QIAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2019-2028.

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  对7xxx系Al-7Zn-2.5Mg-1Cu合金在流动氮气气氛下的烧结行为进行实验和计算流体力学模拟研究。3个尺寸为56 mm × 10 mm × 4.5 mm的长条样品在氮气流量为6 L/min的管式炉中同一批次进行烧结，样品间距为2或10 mm，烧结温度为620 °C，烧结时间为40 min。实验结果表明，烧结样品不同截面上的孔隙分布与样品间距及该截面的位置有关。通过建立三维流体力学模型，研究等温烧结过程中3个样品周围的氮气行为。结果表明，每个烧结样品沿样品长度不同横截面的孔隙分布与烧结表面附近的氮气流场密切相关。
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  镁含量对触变成形A319合金显微组织演变和力学性能的影响

  M.S.SALLEH,M.Z.OMAR,K.S.ALHAWARI,M.N.MOHAMMED,M.A.MADALI,E.MOHAMAD

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2029-2042.

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  研究不同镁含量对触变成形A319合金显微组织和拉伸性能的影响。合金在含50%液相时进行触变成形，并对部分合金进行T6热处理。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能量散射谱、X射线衍射和拉伸试验对合金进行表征。结果表明，镁可以细化合金中共晶硅。当镁含量为1.0% 和1.5%时，合金中形成致密的Al₉FeMg₃Si₅相。随着镁含量的增加，触变成形合金的拉伸强度增加。热处理后的触变成形A319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%。而对于添加1.5%Mg的触变成形A319合金，其热处理后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为325 Pa、251 MPa和1.4%。触变成形A319合金表现为韧窝断裂，而添加1.5%Mg的A319合金表现为混合断裂，在合金表面可观察到韧窝断裂和解理断裂。
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  AZ31镁合金板材经过连续弯曲变形后显微组织和成形性能的变化

  韩廷状,黄光胜,王游根,王冠刚,赵炎春,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2043-2050.

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  通过采用连续弯曲(CB)工艺来改善AZ31镁合金板材的成形性能。通过光学显微镜(OM)和电子背散射技术(EBSD)研究镁合金板材的显微组织和织构的变化。结果表明：经过CB处理并退火后基面织构强度明显削弱；第一道次弯曲在内表面产生大量的孪晶，由于在第二道次过程中发生退孪生，孪晶密度明显下降；由于V形弯曲时内侧和外侧拉压应变状态的不对称性，连续弯曲过程中孪生-退孪生交替出现；与原始板材相比，经过连续弯曲处理板材的杯突值为5.2 mm，提高了41%，这主要是由于基面织构的弱化，以及织构弱化导致的较小的塑性应变比(r值)和较大的加工硬化指数(n值)。
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  添加Sn对钨极氩弧焊接AM60镁合金板材力学性能的影响

  苟军,汤爱涛,潘复生,佘加,罗素琴,叶俊华,石大伟,M.RASHAD,

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2051-2057.

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  利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、硬度和拉伸实验研究Sn添加对钨极氩弧焊接Mg-6Al-0.3Mn(质量分数，%)(AM60)合金板材的显微组织和力学性能的影响。结果表明：向AM60镁合金中添加1%(质量分数)的Sn后，即Mg-6Al-1Sn-0.3Mn (ATM610)，其焊缝的硬度和接头效率均提高。ATM610镁合金焊缝抗拉强度达到母材的96.8%，且断裂位置也由热影响区转移至熔合区。焊接性能的改善主要源于合金中 Mg₂Sn有效阻碍热影响区晶粒的长大而形成的细小显微组织。在AM60镁合金中添加1%的Sn可改善其力学性能。
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  激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织演化及力学性能

  张 强,陈 静,谭 华,林 鑫,黄卫东

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2058-2066.

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  研究激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织演化、维氏硬度及室温拉伸性能。结果表明：激光增材制造过程的热历史显著影响显微组织演化。在试样的不同沉积高度位置可以观察到不同形貌的初生α相、细小次生α相及马氏体相。退火处理可以促使短棒状α相或细小次生α相析出，从而降低或增加维氏硬度。L方向和T方向拉伸试样相组成相同但形貌不同。沉积态试样室温拉伸时表现出明显的各向异性。L方向拉伸试样的强度低但塑性好，T方向拉伸试样相反。经退火处理之后，L方向拉伸试样的强度增加但塑性显著降低；T方向拉伸试样的强度无明显变化而塑性降低50%。
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  溢料槽形状对使用外部工具摩擦焊接的CP-Ti管与304L不锈钢管板的接头性能的影响

  C.MAXWELLREJIL,C.SHARAN,S.MUTHUKUMARAN,M.VASUDEVAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2067-2078.

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  通过使用外部工具的管子与管板摩擦焊(FWTPET)来焊接钛管和不锈钢管板。铜被用作连接不同材料的夹层，同时用来减小在接头界面形成的金属间化合物的影响。控制FWTPET过程的工艺参数包括切入速率、旋转速度、切入深度、轴向载荷和溢料槽形状。其中, 管的溢料槽形状对接头完整性具有很大的影响。在焊接到不锈钢管板的钛管上制作了各种溢料槽形状，如垂直槽、洞、曲折洞和花瓣型。宏观和微观研究表明接头没有缺陷。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析表明了铜层和金属间化合物的存在。研究横向和纵向焊接界面的显微硬度。使用一种新的测试程序称为“切入剪切试验”来检测焊接接头的性能。具有花瓣型溢料槽形状的试样具有最高的剪切断裂载荷(31.58 kN)。使用SEM进一步表征剪切面。
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  二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性

  崔仁杰,黄朝晖

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2079-2085.

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  研究含晶界强化元素碳、硼和铪的第二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、能量分散光谱和萃取试验研究DD5合金的铸态、热处理态和热暴露后的微观组织和成分。在铸态条件下，γ相为初生凝固相，枝晶间存在3种偏析相，其形貌取决于元素偏析程度。热处理后，枝晶杆内γ′相细小且立方化程度高，尺寸约为0.5 μm，质量分数为61.685%，枝晶间存在不规则γ′相和MC/M₂₃C₆碳化物。经980 °C、1000 h热暴露后，未发现TCP相析出，表明DD5合金在980 °C具有较好的组织稳定性。
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  温度和应变速率对Zr₅₀Ti₅₀合金在β单相区热变形行为的影响

  周云凯,冯志浩,夏超群,刘文昌,景勤,梁顺星,马明臻,张治国,张新宇,刘日平

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2086-2093.

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  在温度为700~850 °C和应变速率为0.001~1 s^-1的条件下，研究了Zr₅₀Ti₅₀合金在β单相区的热变形行为和组织演变。流变曲线呈现典型的流变软化特征。在较高的应变速率下，出现了不连续屈服现象，这一特点在其他传统锆合金中没有发现。计算得到表观变形激活能为103 kJ/mol，并建立了该合金在β单相区的流变应力与应变速率和变形温度之间的本构方程。分析表明该合金的热变形机制主要为动态回复，并且由于较强的动态回复效果而抑制了动态再结晶。随后，通过计算建立了合金的热加工图，并根据热加工图找到了合金在β单相区的最佳热变形加工参数为温度830~850 °C，变形速率为0.56~1 s^-1。
Functional Materials
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  具有层级特征的异质型CuO@TiO₂纳米线膜的制备及其光电解水性能

  张帅,曹雪波,武军,朱连文,谷俐

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2094-2101.

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  通过水热反应、化学镀和枝化生长三个步骤，制备了具有层级特征的异质型CuO@TiO₂纳米线膜。研究表明，CuO@TiO₂纳米线膜表现出了众多适合光电解水应用的优异物理特性，如层级表面、拓展的光学吸收范围、快速的界面电荷转移能力等。在可见光照和1.0 V偏压(相对可逆氢电极)条件下，未修饰的TiO₂纳米线膜产生的光电流密度为0.12 mA/cm²。CuO@TiO₂纳米线膜在相同条件下产生的光电流密度为0.56 mA/cm²。而且，计时电流法研究表明CuO@TiO₂纳米线膜具有良好的稳定性。因此，所制备的CuO@TiO₂纳米线膜是潜在的太阳能光电解水阳极材料。
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  利用Cu₂SnS₃纳米晶和Zn离子混合溶液制备Cu₂ZnSnS₄薄膜

  童正夫,杨佳,颜畅,郝萌萌,刘芳洋,蒋良兴,赖延清,李劼,刘业翔

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2102-2108.

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  在非真空条件下，选用无毒原材料，采用溶液法制备Cu₂ZnSnS₄薄膜。利用透射电镜、X射线衍射、扫描电镜、能谱以及拉曼等研究手段，对Cu₂ZnSnS₄薄膜的形成机理进行分析。通过循环伏安及光电测试，探讨Cu₂ZnSnS₄薄膜作为染料敏化太阳能电池对电极的催化性能。结果表明：采用溶液法制备的Cu₂ZnSnS₄混合前驱体溶液主要由Cu₂SnS₃纳米晶和Zn离子组成，将其滴涂成膜后，经过550 °C退火，最终可以得到Cu₂ZnSnS₄薄膜；制备的Cu₂ZnSnS₄薄膜对氧化还原对I₃^-/I^-具有一定的催化作用，将其应用于染料敏化太阳能电池的对电极取得了1.09%的光电转化效率。
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  溶胶凝胶法制备Zn掺杂TiO₂薄膜的表征和光电化学行为

  乔丽英,谢奉妤,谢明辉,龚才华,王维朗,高家诚

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2109-2116.

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  采用溶胶-凝胶法在纯钛基体上制备Zn掺杂纳米TiO₂ 薄膜(Zn-TiO₂)，研究不同热处理温度下Zn 掺杂对纳米TiO₂薄膜的物理性能、光阴极保护效果和光电化学性能的影响。研究表明，与未掺杂TiO₂薄膜相比，Zn的加入提高了Zn-TiO₂薄膜的光电化学响应，在300 °C热处理后的薄膜使金属基体的电极电位下降最大，降低了897 mV。SEM-EDS分析表明，Zn在掺杂薄膜中的分布不均匀，XRD结果显示Zn掺杂的薄膜比未掺杂的薄膜晶粒更细小。红外光谱结果表明，TiO₂晶粒表面有Zn—O键生成。紫外光谱表明，Zn掺杂使Zn-TiO₂吸收带边红移，扩大了TiO₂的光响应范围。根据Mott-Shottky曲线可知，Zn-TiO₂薄膜比纯TiO₂薄膜的平带电位更负，载流子量更大。这说明在平带电位、载流子量和空间电荷层宽度的协同作用下，300 °C热处理后的Zn-TiO₂薄膜表现了最佳的光电化学响应。
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  热处理对FeCrNi激光熔覆涂层显微组织和力学性能的影响

  龚福宝,沈 骏,高润华,张 涛,谢 雄,李 洋

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2117-2125.

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  采用FeCrNi合金粉末在FV520B 钢的梯形槽内构建多道激光熔覆涂层，并研究热处理对FeCrNi激光熔覆涂层的显微组织和力学性能的影响。实验结果表明，1073 K到1273 K热处理的二次淬火效应能够细化基体材料的晶粒，从而除去熔合区和母材之间的硬度软区。当热处理温度为1073 K时，抗拉强度达到了最大值。然而这种高温热处理对涂层的耐磨性有一定程度的不利影响。
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  机械球磨制备Ni₂FeSb合金的烧结动力学

  F.ALVARADO-HERNáNDEZ,O.JIMéNEZ,G.GONZáLEZ-CASTA？EDA,V.BALTAZAR-HERNáNDEZ,J.CABEZAS-VILLA,M.ALBITER,H.VERGARA-HERNáNDEZ,L.OLMOS

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2126-2135.

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  采用粉末冶金工艺制备Ni₂FeSb三元形状记忆合金。利用膨胀实验研究合金的烧结动力学；采用XRD和SEM分别考察粉末样品和烧结样品的显微组织和形貌；测定烧结样品表面的显微硬度。结果表明：研磨时间对粉末样品的形状、晶粒尺寸和晶体结构的均匀性具有显著影响。经较长时间研磨的样品具有较高的相对密度和较均匀的元素分布，且为L2₁和马氏体相，这些性能使合金具有形状记忆功能。在温度为750~1273 K条件下，合金的激活能为109~283 kJ/mol，这表明烧结过程主要由体积扩散控制。增加研磨时间和加热速率，合金的显微硬度得到提高。
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  纳米结构贮氢合金MgNi26的电化学氢化和热脱氢性能

  V.KNOTEK,O.EKRT,M.LHOTKA,D.VOJTěCH

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2136-2143.

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  采用重力铸造(GC)、机械合金化(MA)和快速凝固(RS) 3种工艺制备MgNi26合金。将所有样品在浓度为6 mol/L的KOH溶液中于80 °C进行电化学氢化处理240 min。采用光学显微镜、扫描电镜、能量分散光谱及X射线衍射技术研究合金的组织和相组成。利用程序控温技术分析吸氢和脱氢过程。机械合金化法制备的MgNi26-MA合金样品所吸附的氢含量(约1.3%，质量分数)比重力铸造法制备的MgNi26-GC合金样品所吸附的氢含量高30倍。快速凝固法制备的MgNi26-RS合金样品所吸附的氢含量仅为0.1%。MgNi26-MA合金显示出最低的析氢温度。与工业纯MgH₂相比，MgNi26-MA合金的分解温度至少降低了200 °C。MgNi26-MA合金优异的氢化和脱氢性能归因于其有利的相组成和组织结构。
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  海水激活电池阳极材料用Mg-9%Al-2.5%Pb合金的腐蚀及放电性能

  邓 敏,王日初,冯 艳,王乃光,王霖倩

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2144-2151.

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  为了获得铅含量更低的Mg-Al-Pb合金阳极材料，采用浸泡实验及电化学测试技术研究了Mg-9%Al-2.5%Pb(质量分数)合金的腐蚀及放电行为，并与Mg-6%Al-5%Pb合金进行比较。研究表明：与Mg-6%Al-5%Pb相比，更高的Al含量使得Mg-9%Al-2.5%Pb合金具有更低的自腐蚀速率及更高的阳极利用率；由于Pb含量降低，其放电活性有所减弱但仍能满足阳极材料的要求。因此，Mg-9%Al-2.5%Pb合金有望作为海水激活电池阳极的备选材料，并且其具有更低的Pb含量。
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  等原子比NiTi形状记忆合金高温塑性变形本构方程和热加工图

  张艳秋,江树勇,赵亚楠,刘思维

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2152-2161.

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  为了描述等原子比NiTi形状记忆合金在高温下的变形行为和热加工性能，通过在温度范围为500~1100 °C和应变速率范围为0.0005~0.5 s^-1的热压缩实验构建了该合金的Arrhenius型本构方程和热加工图。结果表明：热加工图的失稳区随着变形程度的增加而增大。失稳发生在低温区和高温区，低温区的失稳特征表现为绝热剪切带，而高温区的失稳特征则表现为晶粒的异常长大。因此，必须避免在这些失稳区域加工该等原子比NiTi形状记忆合金。加工该NiTi形状记忆合金的最佳温度范围为750~900 °C。
Computational Materials Science and Numerical Modelling
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  离散介质充填薄壁管正挤压过程的变形与致密化行为

  温彤,刘清,黄倩,欧文学,冯建情

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2162-2169.

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  离散介质填充的中空薄壁型材常常作为整体结构用于一些特殊场合，如某些材料成型过程或建筑构件。这类复合结构的变形涉及致密金属的弹塑性耦合变形、松散颗粒压实以及管壁与填充物之间的相互作用。为认识其复杂力学行为，研究了填充不同粒度和材质的两种颗粒的Al 6061管正挤压过程。对圆管坯内腔体积变化的分析表明，随着正挤压时外径缩小，内腔容积通常减小，从而给填充物带来三轴压力并导致其致密化。填充使得挤压载荷增加；由于细粉和钢丸具有不同迁移与重排方式，二者的挤压力-行程曲线呈现不同形态。此外，较小的管材r值(Lankford值)使得填充介质静水压力增加并提高其致密化程度。
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  采用上限方法确定反挤压加工功和最优坯料半径

  S. H. HOSSEINI, K. ABRINIA

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2170-2178.

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  采用上限方法开发了一种新的改进反挤压方法。在这个方法中，将变形区划分为4个不同的区域，然后对每个区的运动许可速度场进行了设定。对变形区的总耗散功和挤压功进行了计算。对一些重要的几何参数与挤压力和耗散功的关系进行了探讨。考虑到最小的相对挤压压力，通过上限方法获得了最优的坯料半径。同时，采用有限元法对问题进行了分析并与采用上限方法获得的结果进行了比较。最后，将上限方法和有限元方法的计算结果与工业纯铝的实验结果进行了比较，结果表明他们之间吻合较好。
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  基于覆层板椭圆胀形试验的铝合金2B06板材的流动性能

  王耀,郎利辉,高铁军,张泉达

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2179-2187.

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  提出一种创新的试验方法——覆层板椭圆胀形试验，利用该试验方程可以实现厚度法向应力的加载和研究。建立覆层板椭圆胀形的理论解析模型，通过试验确定不同椭圆度下板材的等效应力-应变曲线，并研究覆板材料性能和厚度对目标板材流动性能的影响。结果表明，相比无覆板液压胀形，覆层板液压胀形得到的等效应力-应变曲线缩颈前的应变值更大。并且椭圆凹模椭圆度越小，所得的等效应力-应变曲线离圆形凹模(b/a=1)胀形曲线越远。同时，成形过程中选择强度系数K较高、加工硬化指数n较大及适当厚度的覆板有利于目标板材成形性能的提高。
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  筒形件热态颗粒介质压力成形自由变形区失稳分析

  曹秒艳,赵长财,董国疆,杨盛福

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2188-2196.

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  采用热态固体颗粒介质成形工艺对金属板材筒形件成形展开研究，得到板材变形过程中的应力分布函数，并结合板材破裂失稳理论给出自由变形区冲头临界破裂成形压力的解析表达式。研究结果表明，颗粒介质所具有的主动摩擦效应和内压非均匀分布特征能显著提高板材的成形性能；冲头临界破裂成形压力随颗粒介质与板材间摩擦因数和材料塑性应变比的增加而上升，随材料硬化指数的增加而下降。各因素对冲头临界破裂成形压力影响由大到小的顺序为塑性应变比、摩擦因数和硬化指数。最后，采用AZ31B镁合金板材HGMF工艺试验对失稳理论进行验证。
Mine Engineering, Metallurgical Engineering, Chemistry and Chemical Engineering
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  黄铁矿中铟的产出特征与富集规律：以大厂锡矿田为例

  成永生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2197-2208.

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  为了揭示黄铁矿中分散元素铟的产出状态与富集规律，开展了详细的岩石学、矿物学、地球化学、矿物物理学等方面的研究工作。结果表明，黄铁矿通常与闪锌矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿以及毒砂等共生，主要呈块状构造、浸染状构造、脉状构造、网状构造、梳状构造等，黄铁矿结构主要为交代结构、固溶体结构、自形-半自形粒状结构以及浸染状结构等。黄铁矿中的铟含量介于0.491×10^-6~65.1×10^-6之间，平均含量为14.38×10^-6，然而，该矿田中的高峰矿床黄铁矿铟含量高于大福楼矿床以及铜坑矿床的烟含量，具有更为显著的超常富集特征。另外，黄铁矿中的分散元素镉含量较其余分散元素高，且高峰矿床黄铁矿中的镉矿物同样地比其他矿床富集更为明显。铟与镉以及铟与铊之间均表现出明显的正相关关系，但是，铟与铼之间则为负相关关系，而铟与镓之间不具有显著的正相关或负相关关系。大厂锡石硫化物矿床的主成矿元素锌可能更加有利于分散元素铟的迁移与结晶，对于铟的富集成矿作用至关重要。
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  温度和轴压对花岗岩动态力学性能的影响

  尹土兵,舒荣华,李夕兵,王 品,董陇军

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2209-2219.

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  为了得到高温高应力下岩石的动态力学性能，对其进行冲击加载实验。对SHPB实验系统进行改进，使该系统能够实现温度与轴压共同作用下的冲击加载实验。采用扫描电子显微镜观察花岗岩碎片的内部结构特征。研究结果表明：花岗岩的纵波波速随温度的升高呈下降趋势，先快速后缓慢下降；花岗岩的单轴动态抗压强度随温度的升高呈下降趋势，其值在25~100 °C比在100~300 °C时下降得更加明显；峰值应变则随温度的升高而逐渐增大，同样以100 °C为分界点，先快速后缓慢增加；随着温度的增加，花岗岩内部发生了巨大的变化，如原生裂纹和新生裂纹的扩展和贯通。另外，轴压下的热损伤比以波速表征的热损伤大，特别是随着温度的增加，这种现象更加明显。
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  过程pH刺激对游离和吸附菌协同浸出黄铜矿的影响

  彭堂见,石丽娟,余润兰,顾帼华,周丹,陈淼,邱冠周,曾伟民,

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2220-2229.

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  为了研究过程pH刺激对中度嗜热菌浸出黄铜矿的影响，测定浸出过程中铜的浸出率以及游离和吸附菌的微生物群落结构动态变化。结果表明，将浸出第14天浸出过程的pH分别调节至1.0及3.0时，游离菌和吸附菌的生长均出现一个适应期。同时，未调节pH的对照组铜的浸出率为87.5%；而调节过程pH至1.0和3.0时，铜的浸出率分别下降至86.9%和64.0%。实时定量PCR分析表明，pH刺激对吸附菌的影响比对游离菌的影响小，说明吸附菌比游离菌对过程pH刺激具有更强的抗性。此外，调节过程pH至3.0显著破坏了游离菌和吸附菌的群落结构，浸出体系无法恢复至正常状态。
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  包埋磷酸盐小球的合成及其对溶液中铅镉的吸附与固定

  王云燕,姚文斌,王庆伟,杨志辉,梁丽芬,柴立元,

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2230-2237.

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  采用海藻酸钠、磷酸二氢钙和碳酸氢钠成功合成了包埋磷酸盐的海藻酸钙小球。通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射等分析表征了该小球的形貌与结构。研究pH值和初始金属离子浓度对铅镉去除率的影响，发现吸附铅镉的最佳pH值分别为4.0和5.5；铅镉的最适初始浓度分别为200 mg/L和25 mg/L，对应的去除率分别达94.2%和80%。XRD和FTIR的分析结果证实了该小球对铅镉的去除机理为：铅镉离子吸附到小球的表面，与小球的羧基发生反应，进而与磷酸根反应生成稳定的磷酸盐沉淀。铅镉的吸附符合Langmuir等温线方程，拟合系数R²分别为0.9957和0.988。根据Langmuir等温线方程计算得到铅镉的理论饱和吸附量分别为263.16 mg/g和82.64 mg/g。研究结果表明该小球对溶液中的铅镉离子有良好的处理效果，同时由于生成稳定的沉淀物，也能应用于处理被铅镉污染的水稻土。
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  采用负载Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中快速高效去除Ag(I)

  Parisa BEIGZADEH, Farid MOEINPOUR

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2238-2246.

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  采用负载Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中去除Ag(I)。采用XRD、SEM、BET等温线、振荡试样磁力计(VSM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征该吸附剂。采用该吸附剂在不同pH值(2~7)、吸附剂量(0.01~0.5 g)、Ag⁺浓度(50, 100, 200, 300, 500, 700 和1000 mg/L)下测定Ag(I)的吸光度。在最佳条件(30 min， pH=5)下，得到最高的Ag⁺去除率。在50 mL 100 mg/L Ag⁺溶液中，最佳吸附剂量是0.20 g，去除率为98.3%。基于 Langmuir等温线，得到最大单层饱和吸附量为243.90 mg/g。表征结果表明，吸附剂的比表面积和孔体积分别为814.23 m²/g 和 0.726 cm³/g。实验数据与Langmuir和Freundlich等温线模型吻合。合成的吸附剂对水溶液中Ag(I)吸附具有理想的表面积和吸附容量。
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  浇铝法制备铜铝复合铸锭时过渡层凝固过程与组织

  陈淑英,常国威,岳旭东,李青春

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2247-2256.

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  采用浇铝法制备铜铝复合铸锭，研究液体铝与固体铜复合过程中过渡层的凝固过程与组织变化规律，结果表明，铜铝复合铸锭中过渡层由α(Al)+α(Al)-CuAl₂共晶、α(Al)-CuAl₂共晶、CuAl₂+α(Al)-CuAl₂共晶和Cu₉Al₄四种组织组成，浇注温度、铜板外表面强制冷却方式以及浇注后到开始强制冷却时间不影响过渡层内组织种类，但过渡层内各种组织占过渡层厚度的比例随工艺参数而变化。过渡层顶部的纯铝最先开始凝固，而后α相以枝晶的方式、CuAl₂相以平面晶或胞晶方式分别从过渡层的两侧向过渡层内生长。铜板外表面冷却强度越强，α枝晶越发达，CuAl₂相越容易长成平面晶。
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  ZrC在C基体的扩散行为及石墨化促进作用

  张中伟,甄强,郑锋,鲁飞,南策文,李榕,王俊山

  中国有色金属学报（英文版）. 2016, 26(8): 2257-2262.

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  C/C复合材料广泛应用于航空航天等领域，但在高温环境中极易氧化，可以通过基体改性改善其抗氧化性能，而ZrC作为氧化抑制剂应用已取得良好效果。通过高温热压烧结的方法制备了ZrC/C复合材料的平板模型样品；碳基体的石墨化程度随着烧结温度的升高而增加，2273 K烧结的样品中观察到了明显的层状结构；研究了高温下Zr元素在碳基体中的扩散行为，得到Zr元素在碳基体中扩散的一般表达式为D=3.382×10^-11× exp[2.029×10⁵(RT)]。Zr元素在碳基体中的扩散会导致微观区域内碳的过饱和并析出石墨结构的碳，而Zr元素在扩散中和周围无定形碳生成碳化物再析出碳的过程促进了碳基体的石墨化。