2020年, 第30卷, 第1期　刊出日期：2020-01-25

  

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Materials Science and Engineering
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  熔体保温对Al-Si-Fe-Mn-Mg合金中富铁相形貌演变及其沉降行为的影响

  宋东福,王顺成,赵愈亮,刘树红,杜勇,康跃华,王智,张卫文

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 1-13.

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  采用光学显微镜、扫描电子显微镜、差热分析仪等研究保温温度对Al-7.0Si-1.0Fe-1.2Mn-0.25Mg合金中富铁相的形貌演变规律及沉降行为的影响。研究结果表明：随着熔体保温温度的降低，基体中初生富铁相形貌由星形向多边形转变，其数量逐渐减少并在615 °C时基本消失，形成细小、高致密且均匀分布的汉字状富铁相。而炉渣中的富铁相则向尺寸更为粗大、但圆整度更小的多边形转变，其中部分多边形为镂空结构。随保温温度的降低，基体中富铁相的面积分数及Fe含量逐渐降低，这是由于富铁相在熔体保温过程中形核、长大并发生自然沉降导致的。随着熔体保温温度的降低，阻碍初生富铁相沉降的主要因素依次为形貌、尺寸和密度。
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  深冷轧制和热处理获得具有二级纳米结构的2024铝合金超强板材

  Stanislav KRYMSKIY, Oleg SITDIKOV, Elena AVTOKRATOVA, Michael MARKUSHEV

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 14-26.

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  在液氮温度和应变为2条件下对预淬火热压2024铝合金进行轧制，研究轧制和后续天然和人工时效对其结构和服役性能的影响。利用光学显微镜、电子显微镜和X射线分析发现，深冷轧制并没有定性地改变最初粗纤维组织的类型，而是在纤维内部产生发育良好的纳米晶胞亚结构。进一步时效导致初步过饱和、加工硬化铝固溶体的分解，也导致静态回复和/或再结晶基体中强化相的沉淀。相比于压制和Т6热处理态的合金，轧制和自然时效态的合金表现出更高的屈服强度(YS=590 MPa)和极限抗拉强度(UTS=640 MPа)，而两种合金的断裂伸长率相当(El~6 %)。低于常规T6路线温度的人工时效可以进一步提高合金的强度且保持良好的综合力学性能，包括较高的强度(YS=610 MPa, UTS=665 MPа)与延性(El~10%)、良好的静态裂纹阻力(裂纹形成和生长功分别为42和18 kJ/m²)和良好的耐腐蚀性(晶间腐蚀的强度和深度分别为23%和50 μm)。
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  拉伸加载下应变速率对Al-Mg-Si-Cu合金力学性能、显微组织及织构的影响

  汪小锋,史同亚,王和斌,周宋泽,彭文飞,王永刚

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 27-40.

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  通过拉伸测试、显微组织和织构表征研究应变速率对Al-Mg-Si-Cu合金力学性能、显微组织及织构的影响。结果表明，应变速率对力学性能和显微组织有一定的影响，但对织构几乎无影响。总的来说，随着应变速率的增加，合金的屈服强度、极限抗拉强度及伸长率均呈先增加、然后保持不变、最后增加的趋势。所有合金断口附近区域的显微组织与应变速率无关，均由轻微拉长的晶粒组成，但晶界角度分布存在一定差异；随着应变速率的增加，小角度晶界先增加后减少。应变速率的变化对断口附近区域的织构几乎无影响。
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  闭孔泡沫铝在压剪加载下的双向力学行为

  李志斌,李雪艳,郑宇轩

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 41-50.

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  为了研究闭孔泡沫铝合金在双轴加载下的屈服行为，对一种闭孔泡沫铝在较宽的加载角度范围开展压剪复合加载试验和数值模拟研究。压剪复合加载通过加入一对斜端面垫块和一个长方体套筒来实现。测试屈服面，并与多个理论模型推导得到的屈服面进行比较。通过将闭孔泡沫铝的多孔结构建模成十四面体，对其双轴加载行为进行有限元模拟。结果表明，在压剪复合加载试验条件下，闭孔泡沫铝的屈服从试件应力集中的角上开始，而且试样/垫块接触面的应力分布不再均匀。在所研究的加载角度范围内，胞元尺寸越大，屈服应力越大。泡沫铝合金的密度相对于孔径尺寸来说是影响其力学行为的主导因素，因而在工程应用中也显得更加重要。
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  渐进成形AA5754和AA6061铝合金的力学性能和显微组织演化

  GhulamHUSSAIN,MuhammadILYAS,B.B.LEMOPIISIDORE,WasimA.KHAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 51-64.

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  用单点渐进成形(SPIF)加工两种铝合金(AA5754和AA6061)，且分析材料成形后的力学性能和显微组织演化，研究成形参数包括成形角 (35°~55°)、进给速度(1~4 m/min)、主轴转速(50~1000 r/min)和润滑(润滑油、液压油)等的影响。分别通过拉伸试验和光学显微镜表征材料在SPIF前后的力学性能和显微组织演化。结果表明，成形角、进给速度和主轴转速的增大导致AA5754合金中晶粒和AA6061合金中第二相晶粒伸长。AA5754和AA6061铝合金的极限抗拉强度分别提高10%和8%。AA5754铝合金的延展性从22.9%下降到12%，AA6061铝合金的延展性从16%下降到10.7%。对于润滑效果，力学性能对润滑剂的种类不敏感。综上，SPIF过程能改善铝合金的显微组织、提高其强度，但降低其延展性。
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  Al-Si-SiC过共晶复合材料的显微组织、力学性能和二体磨料磨损行为

  RajKumarSINGH,AmitTELANG,SatyabrataDAS

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 65-75.

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  采用搅拌铸造法制备过共晶Al-Si-SiC复合材料，研究该复合材料及其基体合金的显微组织、力学性能以及滑动距离和材料去除机理对材料二体磨料磨损行为的影响。结果表明，与基体合金相比，复合材料的硬度、极限抗拉强度和屈服强度分别提高17%、38%和30%，而伸长率降低48%。材料的磨损率随磨料粒度和载荷的增大而增大，不随滑动距离的变化而变化。通过高分辨场发射扫描电镜(HR FESEM)对材料的磨损表面和磨屑进行表征，分析材料在高、低载荷状态下的磨损机理。
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  焊接参数和焊接顺序对Al6061-T6铝合金T形接头残余应力和变形的影响

  AmirrezaKHOSHROYAN,ArminRahmatiDARVAZI

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 76-89.

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  采用三维热力耦合有限元模型软件Ansys研究铝合金Al6061-T6加筋板在金属惰性气体(MIG)保护焊接过程中的温度分布、残余应力和变形。考虑材料性能随温度的变化，采用“单元生死”技术将填充金属加入工件中。在三种电流模式、两种速度和两种顺序下，分别计算和分析材料的残余应力和变形。结果表明，焊接速度的提高降低板材的垂直挠度、横向收缩率和角变形以及筋条的横向挠度，但增加板材和筋条的最大纵向拉应力。此外，较高的电流增加板材和筋条的残余应力和变形，不同的焊接顺序改变板材和筋条的变形，但纵向残余应力的分布没有明显变化。
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  添加纳米氧化锆对Al-Mg-Ga-Sn合金作为碱性铝电池阳极的影响

  MortazaAFSHARI,RobabABBASI,MohammadRezaSOVIZI

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 90-98.

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  为了提高合金的阳极性能，在Al-0.65Mg-0.05Ga-0.15Sn (质量分数，%) 基体合金阳极中加入0.4%和0.8%(质量分数)的氧化锆纳米颗粒，采用电化学动态极化、电化学阻抗谱和恒电流放电等方法对颗粒增强后的合金进行电化学表征，采用在4 mol/L KOH溶液中的自腐蚀速率和析氢率对增强合金的腐蚀行为进行评价，并利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究合金的表面形貌。结果表明，基体合金在4 mol/L KOH溶液中，释放出0.47 mL/(min·cm²)的氢气，腐蚀速率较高，而含0.8% (质量分数)ZrO₂的合金释放出0.32 mL/(min·cm²)的氢气，腐蚀速率最低。此外，通过添加氧化锆纳米颗粒，能够降低铝阳极在碱性溶液中的腐蚀电流密度，其耐腐蚀性明显优于基体合金。此外，添加纳米氧化锆的阳极材料具有更高的电流放电效率，在4 mol/L KOH溶液中，添加0.8%(质量分数)纳米氧化锆的合金表现出最高的功率密度和阳极利用率。
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  高压下Mg-5.88Zn-0.53Cu-0.16Zr合金凝固组织特征及其强化机制

  郭坤宇,徐畅,林小娉,叶杰,张冲,黄铎,

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 99-109.

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  采用高压凝固技术，在2~6 GPa高压下对常规铸造Mg-5.88Zn-0.53Cu-0.16Zr合金进行凝固。利用SEM、EDS和XRD等手段研究高压凝固合金组织特征以及高压凝固实验合金室温压缩性能及其强化机制。结果表明，在高压作用下凝固，实验合金凝固组织得到显著细化，其二次枝晶间距由常压下的35 μm逐渐减小到6 GPa下的10 μm；在常压下，Mg(Zn)₂、Mg₇Zn₃和MgZnCu共晶相连成网状分布在枝晶间；在高压下，晶间第二相 (Mg(Zn,Cu)₂和Mg₇Zn₃相)多颗粒状或条状断续分布枝晶间。Zn和Cu在基体中的固溶度随凝固压力增加而增大，6 GPa下高达4.12%和0.32%。6 GPa下，实验合金的硬度高达HV 90，最大压断抗力为430 MPa。细晶强化、第二相强化及固溶强化是其强度提升的主要机制。
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  压头速度对触变模锻原位Mg₂Si_p/AM60B复合材料显微组织与拉伸性能的影响

  张素卿,陈体军,周吉学

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 110-122.

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  研究压头速度对Mg₂Si_p/AM60B复合材料显微组织和拉伸性能的影响，并与金属型铸造复合材料进行对比。结果表明，压头速度通过改变二次凝固行为和半固态变形机制对复合材料的显微组织产生明显影响，显微组织和变形机制的改变使复合材料的拉伸性能和断裂机制发生变化。当压头速度为60 mm/s时，复合材料获得最优的综合拉伸性能，抗拉强度和伸长率分别为198 MPa和10.2%。触变成形复合材料的优异性能归因于缺陷的消除和加工硬化。
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  掺锌羟基磷灰石-沸石/聚己内酯复合材料作为镁基体涂层提高其体外腐蚀和抗菌性能

  NidaIQBAL,SamanIQBAL,TanveerIQBAL,H.R.BAKHSHESHI-RAD,AhmedALSAKKAF,AhmadKAMIL,MohammedRafiqABDULKADIR,MohdHasbullahIDRIS,H.BalajiRAGHAV8

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 123-133.

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  开发掺锌羟基磷灰石-沸石(ZnHA-Zeo)和聚己内酯(PCL)复合涂层，以提高镁基体的耐腐蚀性能和抗菌性能。采用浸涂技术在室温下将ZnHA-Zeo/PCL涂覆在镁基体上，对样品进行场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、能量色散X射线光谱(EDX)和抗菌电位测试。结果表明，复合涂层由羟基磷灰石 (HA)、磷钙锌石(scholzite)、沸石和PCL相组成。EDX谱显示钙(Ca)、硅(Si)、铝(Al)、锌(Zn)、磷(P)和氧(O)元素的存在。复合涂层表面的显微形貌为球形，厚度为226~260 μm。掺锌HA-Zeo复合涂层具有较高的耐蚀性，对镁基体表面提供足够的保护，使其不被电流腐蚀。与未掺杂的涂层相比，掺锌HA-Zeo涂层对大肠杆菌具有更好的抗菌活性。综合结果表明，ZnHA-Zeo涂层不仅具有良好的耐腐蚀性能，而且具有良好的抗菌性能，可作为种植体应用的理想材料。
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  等温压缩过程中Ti-6Al-4V-0.1Ru合金的热变形行为

  夏玉峰,蒋 伟,程 千,姜 来,金 力

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 134-146.

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  采用Gleeble-3500热模拟器对Ti-6Al-4V-0.1Ru合金进行等温压缩试验，研究该合金在变形温度为1023-1423 K和应变速率为0.01-10 s^-1条件下的热变形行为。建立应变量为0.1时α+β双相和β单相温度场的Arrhenius-type本构模型；然后，将一系列材料常数(包括激活能Q、材料常数n，α和ln A)作为应变的多项式函数引入Arrhenius-type模型；最后，分别对α+β双相和β单相温度场构建改进的Arrhenius-type模型。结果表明，改进的Arrhenius-type模型有助于计算Zener-Hollomon(Z)参数，通过显微观察并结合Z参数可以揭示显微组织演变机制；此外，该模型也有助于提高Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金变形过程中有限元模拟的精度。
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  高压EIGA法制备Ti-6Al-4V合金粉末及其3D可打印性

  郭快快,刘常升,陈岁元,董欢欢,王思宇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 147-159.

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  采用电极感应熔炼气雾化(EIGA)设备制备Ti-6Al-4V合金粉末，研究高压(5.5~7.0 MPa)雾化压力对粉末特性和显微结构的影响，并分析激光打印(LMD)件的力学性能。结果表明：所制备的粉末粒径分布在1～400 μm，随着雾化压力的增加，粉末的平均粒径逐渐减小。在气压6.0和6.5 MPa下制备的粒径分布在100~150 μm范围内的粉末具有较好的流动性。粉末的氧含量随着压力的升高而增加，但均在0.06%~0.20%较低范围内。LMD制备的TC4试样主要由具有魏氏结构的α和β两相组成，其极限抗拉强度和屈服强度分别约为1100 MPa和1000 MPa。EIGA法制备的钛合金粉末具有良好的3D可打印性，LMD制备的TC4合金的力学性能超过铸造或锻造件的。
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  TC4/TA15异种钛合金激光焊焊缝的显微组织和高温力学性能

  徐韦锋,马骏,罗宇轩,方月潇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 160-170.

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  研究不同焊接工艺参数条件下TC4/TA15异种钛合金激光焊接接头的显微组织和高温力学性能。结果表明：TC4/TA15异种激光焊焊缝熔合区由含针状α''''马氏体的粗化β柱状晶组成，热影响区主要由初始α相和β转变相组成，TA15侧热影响区的宽度窄于TC4侧热影响区的宽度。TC4/TA15异种接头的屈服强度和抗拉强度随温度的升高而降低，高温拉伸强度从高到低的顺序为TA15母材>异种接头>TC4母材，800 °C时塑性变形程度最高。TC4/TA15异种接头横截面的最高显微硬度位于焊缝中心，热处理后接头的显微硬度整体降低，但硬度分布特征未发生改变。异种接头的高温拉伸断裂均发生在TC4母材侧，并在拉伸过程中发生明显颈缩，微观断口呈现韧性断裂特征。
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  氮离子注入诱导TiO₂涂层在可见光下的抗菌能力

  郑立,钱仕,刘宣勇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 171-180.

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  为了提高钛组件的抗菌能力，通过微弧氧化(MAO)处理和进一步的氮等离子体浸没离子注入(N-PIII)处理，在钛表面制备抗菌涂层。XPS光谱测试结果表明，采用氮离子注入N-PIII法将氮掺入TiO₂涂层，随着注入时间的增加，TiO₂涂层表面氮含量增加。掺氮样品在可见光区域的吸光度显著增加，并且氮注入样品的光吸收峰边缘与微弧氧化样品的光吸收峰相比向红外光区移动。将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌接种在样品表面，以评估样品的抗菌能力。细菌实验结果表明，掺氮态TiO₂在可见光下可以有效降低细菌活力。由实验结果可见，微弧氧化和氮离子注入复合工艺制备的抗菌TiO₂涂层在医学和海洋领域具有很大潜力。
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  不同晶体取向锗单晶的压痕尺寸效应

  刘 宁,杨晓京,余 证,赵 垒

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 181-190.

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  为了研究锗单晶的压痕尺寸效应，对(100)、(110)和(111)晶面取向的锗单晶进行纳米压痕实验。基于Meyer方程、比例试样阻力(PSR)模型和Nix-Gao模型计算锗单晶各晶面无压痕尺寸效应时的真实硬度值，并基于 Manika幂律关系计算锗单晶各晶面的尺寸效应因子。结果表明：锗单晶在加载过程中发生弹性变形、塑性变形和脆性断裂3个阶段，且3个晶面均表现出明显的尺寸效应现象。3种模型均能较好地描述锗单晶的尺寸效应，其中Nix-Gao模型的计算值最为准确。相比于其他两个晶面，Ge (110)的尺寸效应因子m值最高，且具有最高的硬度值，表明该晶面的塑性性能最差。
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  水热法制备的ZnO纳米线的微结构、光学性质以及光学模型

  朱宪安,王泉,石永敬,宋世庚,刘卫国,周顺,DesGIBSON,YahyaALAJLANI,李成

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 191-199.

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  在90 °C的温度环境下，采用水热化学沉积法制备ZnO纳米线薄膜，然后用扫描电子显微镜、透射光谱和X射线衍射等技术对所制备的纳米薄膜进行表征。结果表明，制备的纳米ZnO薄膜的光学带隙在3.274到 3.347 eV之间。调节pH值可以控制膜的孔隙率和显微结构。SEM照片清楚地显示两层结构，且这两层的空隙率不同。XRD结果显示(002)取向的优先生长。针对纳米结构的ZnO薄膜建立一个完整的光学模型，包括Bruggeman有效介质近似、粗糙表面的光散射和O''''Leary-Johnson-Lim带间吸收模型。利用此光学模型，拟合实验测量的纳米结构ZnO薄膜的透射光谱，拟合结果同实验结果具有很高的一致性。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  利用光生空穴清除剂强化光催化黄铜矿生物浸出

  杨宝军,罗雯,廖骐,朱建裕,甘敏,刘学端,邱冠周,

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 200-211.

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  通过嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)研究光生空穴清除剂(抗坏血酸、草酸、腐质酸和柠檬酸)对光催化黄铜矿生物浸出的影响。设置4组生物浸出实验：(1)可见光 + 0 g/L光生空穴清除剂；(2)可见光+ 0.1 g/L不同光生空穴清除剂(抗坏血酸、草酸、腐植酸和柠檬酸)；(3)黑暗 + 0.1 g/L不同光生空穴清除剂(抗坏血酸、草酸、腐植酸和柠檬酸)；(4)黑暗 + 0 g/L光生空穴清除剂(对照组)。结果表明，光照条件下，抗坏血酸和草酸作为光生空穴清除剂时，能够显著促进黄铜矿生物浸出。可见光 + 0 g/L光生空穴清除剂组的铜离子溶出率比对照组高18.7%；可见光 + 0.1 g/L草酸组和可见光 + 0.1 g/L抗坏血酸组的黄铜矿溶出率分别比对照组高30.1%和32.5%。SEM，XRD和FT-IR分析表明，抗坏血酸和草酸作为光生空穴清除剂能够捕获光生空穴和抑制黄钾铁矾在黄铜矿表面形成，从而促进光催化黄铜矿的生物浸出。
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  火星土壤仿真样NEU Mars-1的制备及性质表征

  管晋钊,刘爱民,谢开钰,石忠宁,BlankaKUBIKOVA

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 212-222.

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  以中国内蒙古乌兰察布市察哈尔火山群的玄武岩为初始原料，并在一定粒度配比的玄武岩中添加少量磁铁矿和赤铁矿，制备NEU Mars-1火星土壤仿真样。NEU Mars-1火星土壤仿真样的主要物相为斜长石、辉石和橄榄石，玻璃转化温度和玻璃结晶温度分别为547.8 °C和795.7 °C。NEU Mars-1火星土壤仿真样的复介电常数在2~18 GHz的频率范围内保持很好的稳定性，介质损耗正切角为0.0025~0.030，磁导率稳定在0.99~1.045范围内。穆斯堡尔谱检测结果表明：NEU Mars-1火星土壤仿真样中Fe²⁺和Fe³⁺的质量比为77.6:22.4。NEU Mars-1火星土壤仿真样与火星土壤具有类似的粒度配比、化学成分、物相组成、热稳定性和介电性能等特征，可以用于火星资源原位利用提取金属和制备氧气的原料。
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  添加硫化铜选择性氧化-硫化焙烧分离砷锑烟尘中的砷

  钟大鹏,李 磊

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 223-235.

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  以CuS为添加剂对砷锑烟尘进行焙烧可实现其中砷的有效脱除，过程中Sb转化为Sb₂O₄与Sb₂S₃，保留在底物中，As则以As₄O₆形式挥发。借助XRD、EPMA和SEM-EDS等表征手段，对焙烧温度与CuS加入量对砷分离效率的影响规律进行研究。结果表明，CuS对砷的分离有促进作用，其原因为：CuS可将(Sb,As)₂O₃固溶体结构破坏，使其中As以As₄O₆形式挥发脱除。焙烧温度为400 °C、CuS用量为130%时，砷锑烟尘中砷的挥发率高达97.80%，锑挥发损失率仅为8.29%。同时，高砷挥发物被氧化后可用于制备砷酸铁以实现其无害化处理。
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  单离子体系和Sb(III)-Fe(II)二元体系中Sb(III)在阳离子交换树脂上的吸附行为：吸附平衡、动力学和热力学

  F.MOGHIMI,A.H.JAFARI,H.YOOZBASHIZADEH,M.ASKARI

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 236-248.

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  研究含铜水溶液中Sb(III)和Fe(II)离子在Purolite S957(一种可商购的阳离子交换吸附剂)上的竞争吸附机理。使用含有单离子或多离子的硫酸铜水溶液，采用固定吸附和间歇吸附技术，研究吸附过程对pH、树脂质量、接触时间和温度变化的敏感性，确定获得最大离子去除率的最佳参数范围。利用非线性回归技术，将单离子吸附实验数据用Henry、Langmuir、Freundlich、Temkin和Dubinin-Radushkevich等温线模型进行拟合。Sb(III)的Freundlich等温线以及Fe(II)溶液的Freundlich和Henry等温线对吸附平衡数据的拟合最好；而对于二元离子电解质，扩展的Freundlich模型对实验数据的拟合令人满意。描述吸附过程的动力学模型为准一级模型，说明物理吸附在吸附过程中的主导作用。吸附过程的热力学参数揭示单离子体系和含Sb(III)-Fe(II)电解质中Sb(III)吸附机理的差异。Sb(III)单独吸附为吸热过程，而Sb在Sb-Fe体系中的吸附为放热过程。
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  富氧侧吹氧化炉内两相流动的实验和数值模拟

  刘燕庭,杨天足,陈卓,祝振宇,张岭,黄庆

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 249-258.

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  以某富氧侧吹炉为原型，根据相似原理建立其水模型，并分析喷枪内气体流速、喷枪浸没深度以及喷枪倾斜角度对气液两相流动的影响。同时，利用不同湍流模型开展对水模型的数值模拟，通过与实验对比寻找最合适的湍流模型。实验结果表明：气流速度对液体内部流动情况影响较大，而喷枪浸没深度对气流在液体内部的贯穿深度以及液面波动高度影响相对较小。同时，当喷枪向下倾角为15° 时，气流在液体内部的贯穿深度以及液面波动高度均有所减小。从数值模拟结果可以发现，使用realizable k-ε湍流模型所得仿真结果在气体贯穿深度、液面波动幅度以及气泡形状上与实验最为接近。
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  聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵对碱性电池中锌和Zn-Ni合金腐蚀的协同抑制作用

  HanyM.ABDEL-LATEEF,MahmoudELROUBY

  中国有色金属学报（英文版）. 2020, 30(1): 259-274.

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  通过动电位阳极/阴极极化(PDP)和电化学阻抗谱(EIS)测量观察聚乙二醇-400(PEG-400)和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对锌和Zn-Ni合金在ZnO饱和的8 mol/L KOH溶液中腐蚀的协同抑制作用。电化学研究证实，PEG-400和CTMAB对于抑制锌及其合金的腐蚀具有协同效应。研究发现，250 mg/L CTMAB + 250 mg/L PEG-400混合缓蚀剂的缓蚀效果远高于单一缓蚀剂500 mg/L PEG-400或500 mg/L CTMAB的缓蚀效果。缓蚀实验前后分别对样品进行扫描电镜(SEM)观察，证明混合缓蚀剂具有协同效应。因此，在碱性溶液中加入所研究的缓蚀剂可提高碱性电池阳极的放电效率和容量。所得电化学数据与计算结果具有良好的相关性。