2021年, 第31卷, 第12期　刊出日期：2021-12-25

  

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Materials Science and Engineering
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  合成B₄C和天然钛铁矿陶瓷颗粒增强LM13铝硅合金基复合材料的磨损性能对比

  RahulGUPTA,TarunNANDA,O.P.PANDEY

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3613-3625.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65752-7

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  研究以LM13铝硅合金为基体、陶瓷颗粒为增强相，采用搅拌铸造法制备的复合材料(AMCs)的干滑动磨损行为。分别采用两种不同的陶瓷颗粒增强相：合成的B₄C和天然的钛铁矿陶瓷颗粒。光学显微镜结果显示，增强颗粒均匀分散在基体材料中，增强颗粒使共晶硅的晶粒尺寸细化，形貌变为球形。B₄C增强复合材料(BRCs)的硬度提高最大，而钛铁矿增强复合材料(IRCs)由于界面化合物的形成导致基体-增强相界面结合较强，摩擦因数降低最大。与基体合金相比，复合材料的干滑动磨损性能显著提高。B₄C颗粒的低密度和高硬度导致BRCs中颗粒周围高的位错密度。另一方面，钛铁矿颗粒的低热导率导致IRCs表面发生早期氧化并形成摩擦层。可见，尽管两种类型的增强相的作用机制存在很大不同，他们都能改善AMCs的耐磨性能。因此，低成本钛铁矿颗粒可替代高成本B₄C颗粒，制备耐磨复合材料。
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  搅拌摩擦焊接过程中焊接速度对Al-Mg-Mn-Zr-Ti合金板材显微组织及力学性能的影响

  丁天,严红革,陈吉华,夏伟军,苏斌,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3626-3642.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65753-9

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  利用OM、XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸测试研究搅拌摩擦焊接过程中焊接速度对焊合区的显微组织以及接头力学性能的影响。与母材相比，焊合区中产生明显的细小动态再结晶显微组织，并且随着焊速的增加，动态再结晶晶粒尺寸从5.6 mm降低至4.4 mm。细小动态再结晶显微组织主要是通过连续动态再结晶、应变诱 导晶界迁移以及粒子激发形核机制获得。与此同时，几何合并和伯克-特恩布尔机制是主要的动态再结晶晶粒 生长机制。采用搅拌针转速1500 r/min和焊接速度75 mm/min时，接头具有最佳的拉伸性能，即抗拉强度为(509±2) MPa、屈服强度为(282±4) MPa、塑性为(23±1)%以及接头效率为73%。
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  搅拌摩擦增材制造制备双层铝铜管的理论与实验研究

  MehdiFALAHATINAQIBI,MajidELYASI,HamedJAMSHIDIAVAL,MohammadJavadMIRNIA

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3643-3658.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65754-0

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  对采用搅拌摩擦增材制造(FSAM)工艺制备的双层铝铜管进行实验和数值研究。用ABAQUS软件建立三维热力学模型，研究制备过程中的温度和应变分布。模拟结果表明，虽然采用转动速度与移动速度比可以较好地预测焊接过程中的热输入，但是不能准确地预测焊缝截面缺陷的形成。预测结果与实验结果吻合较好，对焊接过程最高温度估计的最大误差为4.1%。由于热和大塑性变形，搅拌区形成铝铜金属间化合物 (CuAl₂和Cu₉Al₄)。焊接重叠区为-0.5 mm的样品搅拌区具有最大硬度301.4 HV_0.1。搅拌摩擦增材制造的双层管的极限抗拉强度和伸长率分别为(319.52±2.31) MPa和19.47%。
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  TiO₂纳米颗粒对7075铝合金表面等离子体电解氧化涂层性能的影响

  MehriHASHEMZADEH,KeyvanRAEISSI,FakhreddinASHRAFIZADEH,AminHAKIMIZAD,MonicaSANTAMARIA

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3659-3676.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65755-2

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  采用等离子体电解氧化(PEO)技术，利用单极脉冲波形在含有胶体TiO₂纳米颗粒的溶胶电解液中制备Al₂O₃-TiO₂复合涂层。溶胶溶液是将1、3和5 g/L的草酸钛酸钾(PTO)溶解在硅酸盐溶液中制得。利用扫描电镜、能量色散光谱、X射线衍射和拉曼光谱对涂层进行表征。采用极化和阻抗技术研究涂层的腐蚀行为。结果表明，TiO₂通过微放电方式进入涂层，并掺杂到氧化铝相中。TiO₂掺入量较高时，表面微孔减少；反之，掺入量较低时则微孔增多。TiO₂含量越高，涂层的外层越致密，内层越厚。电化学测试结果表明，与在不含PTO溶液中制备的涂层相比，在含3 g/L PTO溶液中制备的涂层腐蚀性能得到大幅提高。在不含PTO溶液中制备的涂层含有γ-Al₂O₃, δ-Al₂O₃ 和非晶相，而PTO 的存在促进α-Al₂O₃ 的生成。
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  氢氧化钠对中等浓度铝酸盐电解液中A356铝合金等离子体电解氧化的影响

  程昱琳,谢焕钧,曹金晖,程英亮

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3677-3690.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65756-4

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  在32 g/L铝酸钠中加入不同浓度的氢氧化钠，对铸造A356铝合金进行等离子体电解氧化(PEO)处理。通过增加NaOH的浓度，铝酸盐溶液的稳定性大大提高。然而，由于氢氧化钠浓度的增加，PEO的行为发生相应的变化。在更高浓度的氢氧化钠电解液中，对A356铝合金进行PEO处理时需要较厚的预生膜。结果表明，NaOH的最佳浓度为5 g/L，可将贮存电解液的稳定性提高至35天，并能获得高耐磨致密陶瓷膜层(磨损率为4.1×10^-7mm³·N^-1·m^-1)。
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  Y对Mg-4Li-3Al合金显微组织演变及力学性能的影响

  常丽丽,郭 晶,苏效婧

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3691-3702.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65757-6

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  为制备轻质高性能镁合金，将稀土元素Y添加至Mg-4Li-3Al (质量分数，%)合金。采用金相显微镜、扫描电子显微镜及拉伸试验研究Y含量对于Mg-4Li-3Al合金显微组织演变与力学性能的影响。研究发现，铸态Mg-4Li-3Al 合金的力学性能经挤压后得到显著提高。热挤压Mg-4Li-3Al-1.5Y合金的综合力学性能最优，抗拉强度为248 MPa、伸长率为27%。热挤压Mg-4Li-3Al-1.5Y合金的力学性能提升是晶粒细化、固溶强化和析出相强化协同作用的结果。
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  设计AZ91层合板以实现强韧性结合

  陈祥,王玮璋,张军磊,黄光胜,刘帅帅,汤爱涛,蒋斌,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3703-3718.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65758-8

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  通过交替堆叠不同状态下的AZ91挤压板设计三种类型的层合板，以改善其力学性能。拉伸试验表明，固溶处理后的板材与时效处理后的板材相结合，可获得较高的抗拉强度和塑性，即极限抗拉强度和伸长率分别约为386MPa和19.8%。电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)结果表明，时效处理层中析出的纳米颗粒较多，晶粒尺寸较小，具有较高的强度和合理的塑性，而固溶处理层中位错密度较低，有利于应变硬化。此外，连续层间的强界面结合对延展性的提高起着重要作用。
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  等离子体电解氧化AM 50镁合金表面含黏土涂层的磨损与腐蚀行为

  FaridehDAVOODI,MasoudATAPOUR,CarstenBLAWERT,MikhailZHELUDKEVICH,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3719-3738.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65759-X

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  采用等离子体电解氧化(PEO) 在AM 50镁合金表面制备涂层，研究添加黏土微粒对涂层显微组织、磨损和腐蚀行为的影响。采用铝基电解液制备PEO涂层，在电解液中添加5 g/L黏土颗粒，并与未添加的作对比。采用SEM、EDS和XRD对涂层的结构和成分进行表征。磨损测试采用球-盘式摩擦试验机，载荷为2、5 和 10 N。在0.5%(质量分数)NaCl溶液中，采用极化和电化学阻抗(EIS)实验研究涂层的腐蚀行为。结果表明，在5和10 N载荷下，添加黏土颗粒使涂层的耐磨性下降。磨损表面的SEM结果显示，含有黏土颗粒的涂层其磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。含黏土涂层的磨损性能较差，与涂层的黏结强度较低、粗糙度较高有关。动电位极化实验表明，添加黏土颗粒使涂层的腐蚀速率略微降低。EIS结果表明，含黏土涂层的耐腐蚀性归功于其较好的致密度。
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  元素偏析和相分布控制的激光增材制造Ti6Al4V合金的电化学溶解与钝化

  于君,覃拓,林鑫,王俊杰,张宇锋,王诗尧,杨静怡,黄卫东,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3739-3751.
  https://doi.org/10.1016/s1003-6326(21)65710-2

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  采用Tafel极化、恒电位极化和交流阻抗测试研究激光增材制造Ti6Al4V合金的电化学溶解和钝化。结果表明，与退火处理相比，固溶时效(STA)加剧元素的微观偏析，导致不同样品中相的Al和V含量不同。由元素偏析导致的热力学不稳定性决定富Al或富V条件对相的电化学溶解行为有显著影响。亚稳钝化过程中的溶解速率是由生成膜的稳定性控制，该稳定性受相分布的影响显著，尤其是难溶解相。在过钝化区中合金表面不能产生致密的钝化膜，因此，相的溶解速率与活化过程排序一致。与退火试样相比，STA试样具有较高的溶解速率，有利于Ti6Al4V的电解加工。
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  Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金TiB₂/TiB渗硼层实验和模拟

  欧阳德来,胡圣伟,陶成,崔霞,朱知寿,鲁世强

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3752-3761.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65761-8

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  对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在920~1120 °C温度范围进行渗硼处理，研究渗硼条件对渗硼层的影响。结果表明，渗硼层由外部连续薄TiB₂层和里层厚TiB层组成，TiB相呈魏氏体状或针状形貌嵌入基体。在渗硼温度为1000~1080 °C、渗硼时间超过8 h渗硼时可获得厚而致密的渗硼层。渗硼层厚度随渗硼温度和渗硼时间增加而增加。渗硼层生长动力学曲线呈抛物线特征。建立TiB₂和TiB层生长动力学的预测模型，其计算结果与实验数据达到较好吻合。确定TiB₂和TiB激活能分别为223.1和246.9 kJ/mol。
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  含Pt 718Plus高温合金的凝固行为

  沈宇,王民庆,夏辉,郑磊,孟晔,崔凤娥

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3762-3771.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65762-X

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  采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、差示扫描量热法(DSC)和模拟计算研究含Pt高温合金718Plus的凝固行为。结果表明：Pt的添加通过增加Nb的溶解度、扩大γ相区范围来降低合金的固相线温度和Laves + γ共晶相的析出温度，从而增大凝固范围。Pt偏析于枝晶间区域，Pt与Nb/Ti间强吸引的相互作用使枝晶间Nb和Ti的偏析增加，因此促进Laves + γ共晶相及其周围η相的析出。Pt添加导致的凝固范围增大、Nb和Al的偏析程度的增加促进共晶相附近γ'''' + γ"相的析出和长大。这些结果为理解Pt在高温合金凝固行为中的作用机理提供了实验依据。
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  高温退火对Cu-0.15Zr合金显微组织和性能的影响

  张子辰,王日初,彭超群,冯艳,王小锋,吴翔,蔡志勇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3772-3784.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65763-1

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  采用快速凝固与热锻相结合的方法，制备组织均匀、晶粒细小的Cu-0.15Zr(质量分数，%)合金，研究高温退火过程中合金显微组织演变、力学性能和电导率。该合金表现出良好的热稳定性，即使在700 °C退火2 h后，合金强度仅轻微下降。退火过程中纳米级连续分布的Cu₅Zr析出相对位错运动起到钉扎作用，从而使基体强化，同时，尺寸较大的颗粒状Cu₅Zr析出相通过钉扎晶界阻碍晶粒长大。在700 °C退火2 h后，由于空位、位错、晶界以及基体中溶质Zr原子减少，合金电导率达到峰值88% (IACS)。
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  异质结构改善α-黄铜快速冷却搅拌摩擦焊缝的强塑性

  许 楠,陈 磊,顾帛坤,任紫科,宋亓宁,包晔峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3785-3799.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65764-3

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  采用传统搅拌摩擦焊(空冷)和快速冷却搅拌摩擦焊(液态二氧化碳)成功焊接2 mm厚的α-黄铜薄板。利用电子背散射衍射和透射电子显微术对焊缝的显微组织和力学性能进行研究。结果表明：传统搅拌摩擦焊缝为均匀等轴晶组织，而快速冷却搅拌摩擦焊缝呈现出含有大量位错和纳米孪晶的异质晶结构。快速冷却搅拌摩擦焊缝的屈服强度和抗拉强度较传统搅拌摩擦焊分别提高31%和24%。屈服强度和应变硬化能力的改善归因于晶界强化和位错强化，同时，纳米孪晶可缓解塑性变形引起的应力集中，使焊缝表现出良好的塑性。
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  脉冲频率变化制备Fe-Ni-TiO₂复合涂层的显微组织、摩擦学行为和磁性能

  EbrahimYOUSEFI,ShahriarSHARAFI,AhmadIRANNEJAD

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3800-3813.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65765-5

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  利用脉冲频率变化电沉积Fe-Ni-TiO₂纳米复合涂层。结果表明，在较高的频率下可以制备出表面致密、具有纳米晶结构的涂层。当脉冲频率从10 Hz增加到500 Hz，涂层中Fe和TiO₂纳米颗粒含量增加，Ni含量降低。XRD 结果显示，当频率增加到500 Hz，BCC相的峰强度增加，沉积物的晶粒尺寸减小至35 nm。而且，由于晶粒尺寸减小和Fe-Ni基体中TiO₂纳米颗粒的掺入率较高(5.13 wt.%)，显微硬度和表面粗糙度分别达到647 HV和125 nm。另外，脉冲频率增大，复合涂层的摩擦因数和磨损率减小，饱和磁化强度和矫顽力均增加。
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  多孔与致密镍钛合金的镍释放及细胞相容性比较

  余本铨,袁文慧,徐强,古韵芳子,肖明明,徐国富,李周,肖柱,肖自安

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3814-3820.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65766-7

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  采用蒸发烧结法将Ti-50.8Ni(摩尔分数，%)气体雾化粉末制备成多孔镍钛合金(pNiTi)样品，采用金相显微镜和X射线衍射仪(XRD)对样品进行分析，并比较pNiTi和致密NiTi(dNiTi)的镍释放和细胞相容性。结果表明，pNiTi具有良好的力学性能。在体内外，pNiTi的镍释放较dNiTi严重。用pNiTi浸提液培养的细胞增殖和分化较弱，早期凋亡率较高。综上所述，pNiTi在力学上与骨相似，但释放的Ni会干扰骨细胞的增殖和分化。使用pNiTi作为医疗植入物应进行谨慎处理。
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  二氧化钛纳米管阵列在大肠杆菌不同生长阶段的抗菌机理

  姬晓伟,刘娉婷,唐金成,万常俊,阳燕,赵志立,赵大鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3821-3830.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65767-9

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  为了明确二氧化钛纳米管(TNT)阵列在早期粘附阶段的抗菌行为，在抛光的商业纯钛(Ti)表面制备两种TNT阵列，并探究TNT阵列和模式菌(大肠杆菌)之间的相互作用机制。结果显示，TNT阵列具有明显的早期抗菌性能，且这种抗菌性能与TNT阵列的表面自由能以及纳米拓扑结构密切相关。TNT阵列的抗菌机理包括：(1)在迟缓期(0~2 h)抑制细菌初始粘附效应；(2)在对数期(4~12 h)抑制增殖和物理杀菌作用；(3)在稳定期(>12 h)可能由于TNT阵列表面细菌的过度生长而导致抗菌性能降低。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  揭示中国东部胶东半岛大尹格庄金（银）矿床中方铅矿记录的异常银富集作用

  刘占坤,毛先成,汪凡云,汤磊,陈光桓,陈进,邓浩

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3831-3846.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65768-0

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  通过对方铅矿结构、地球化学和原位铅同位素的研究，探讨大尹格庄金(银)矿床异常银富集的成因。银富集发生晚于金矿化，出现在大尹格庄矿床南部，主要与陡倾裂隙有关的远端脉状矿石中方铅矿及其出溶的富银硫盐矿物(如硫铋银矿)有关。富银方铅矿有最低的放射性成因铅(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb 17.195–17.258和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 37.706–37.793)，表明变质岩石圈地幔或改造的下地壳为铅和银的源区。这两个镁铁质和超镁铁质源区同样被认为是胶东金矿床中金的源区，暗示深部的金属源区对不均一的银富集作用控制并不显著。由于富银部位同时处于招平和大尹格庄断裂的下盘，因此在NE–SW挤压和NW–SE伸展背景下，大尹格庄断裂和招平断裂同时活动产生的局部旋转应力最有可能主导不均一的银富集作用。地壳浅部构造活动通过影响后期成矿流体流动进而控制局部金属异常富集。
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  同时考虑经济利润、生态成本和社会效益的露天矿开采境界优化

  胥孝川,顾晓薇,王 青,赵昀奇,王忠康

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3847-3861.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65769-2

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  开采境界设计主要是考虑经济利润的最大化，忽略了环境和社会问题的影响。本文重点考虑将环境和社会问题纳入最终开采境界设计过程，并提供一种符合可持续发展的最终开采境界优化方法。研究表明，生态成本对最终开采境界具有显著的缩减效应，而社会效益具有显著的扩增效应。考虑生态成本后，最终开采境界比经济最优境界小37.5%。然而，当考虑到社会效益时，最终开采境界比经济最优境界大48.3%。综合考虑经济利润、生态成本和社会效益得到的总体最优开采境界是通过平衡经济利润最大化、生态成本最小化和社会效益最大化相互冲突的结果。
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  单轴压缩下千枚岩的力学特性和岩爆倾向性

  司雪峰,黄麟淇,李夕兵,宫凤强,刘希灵

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3862-3878.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65770-9

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  为了研究层理角度β对力学特性和岩爆倾向性的影响，对不同层理角度下的圆柱体千枚岩试样进行单轴压缩试验。结果表明，峰值应力、峰值应变、累计声发射计数和弹性应变势能均呈U形变化趋势。随着β从0°增大到90°，破坏模式从沿着层理面的拉伸劈裂破坏转变为沿着弱层理面的剪切滑移破坏；最终，破坏模式演变为穿越层理面的拉伸劈裂破坏。当β=15°、30°和45°时，千枚岩试样分别表现出强烈、轻微和中等岩爆倾向性，并且分别发生强烈、轻微和中等的剪切滑移型岩爆。当β=0°、60°、75°和90°时，千枚岩试样具有极强的岩爆倾向性，并且发生极强的应变型岩爆。
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  黄薯树胶为抑制剂和丁基黄药为捕收剂的辉钼矿与滑石浮选分离

  钟春晖,冯博,陈渊淦,郭梦池,汪惠惠

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3879-3890.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65771-0

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  探索以黄薯树胶(TG)为抑制剂，实现辉钼矿与滑石的浮选分离。浮选试验表明，以丁基黄药(PBX)为捕收剂时，辉钼矿具有良好的可浮性，而滑石则被TG完全抑制，实现两种矿物的浮选分离。X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明，TG以化学吸附的方式吸附在辉钼矿表面。接触角测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)结果表明，TG在辉钼矿上的预先吸附不能阻止PBX在辉钼矿上的进一步化学吸附。由于PBX对滑石没有捕收能力，通过PBX捕收辉钼矿和TG抑制滑石实现辉钼矿与滑石的浮选分离。
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  方解石组分对辛基异羟肟酸在萤石表面吸附的影响

  王周杰,徐龙华,巫侯琴,周欢,蒙金萍,霍笑梅,黄凌云

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3891-3904.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65772-2

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  在浮选过程中，萤石的表面性质经常会受到溶解脉石组分(例如：方解石)的影响。采用OHA作为捕收剂，对有无方解石上清液时进行微浮选测试。研究表明，溶解的方解石组分明显影响萤石的浮选行为。FTIR测试证明，浮选回收率的下降与OHA吸附降低有关。溶液化学分析结果表明，方解石上清液中的CaCO₃和Ca²⁺是最有可能被吸附的组分。同时，XPS分析也证实方解石物种在萤石表面的吸附。DFT模拟计算提供对OHA的多齿吸附构型的详细分析，该构型是OHA在萤石表面吸附的最佳构型。计算出的吸附能表明，与OHA相比，方解石溶解物更稳定地吸附在萤石表面，而预吸附的方解石溶解组分会通过静电排斥作用阻碍OHA的吸附。
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  从氯化焙烧铜熔炼渣中回收锌和铅的热力学分析及工艺优化

  张倍恺,郭学益,王亲猛,田庆华,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3905-3917.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65773-4

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  提出一种高效回收铜熔炼渣中Zn、Pb金属的氯化焙烧工艺。建立可揭示氯化焙烧过程中有效回收Zn、Pb的热力学模型。通过减小气相产物分压，可以促进氯化焙烧反应。选取CaCl₂用量、焙烧温度和时间作为工艺变量，Zn和Pb的回收率作为响应，采用Box-Behnken设计评估各工艺变量间的相互作用关系，优化氯化焙烧工业。最佳工艺条件为CaCl₂用量30%(质量分数)、焙烧温度1172 °C和焙烧时间100 min，在此条件下，锌和铅的回收率分别为87.85%和99.26%，该结果与实验结果相吻合。焙烧渣中存在ZnFe₂O₄、Zn₂SiO₄和PbS含Zn、Pb相。
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  苛碱体系中低模数硅酸钠溶液的性质

  连 选,彭志宏,申雷霆,齐天贵,周秋生,李小斌,刘桂华

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3918-3928.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65774-6

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  通过测定电导率、黏度和表面张力，研究低模数(m≤1)纯硅酸钠溶液和预脱硅溶液的性质。研究结果表明：预脱硅溶液性质与纯硅酸钠溶液性质相似，溶液电导率随温度和SiO₂浓度的升高而升高，随模数的增加而降低；溶液黏度随SiO₂浓度的升高而增大，随温度的升高线性降低；其表面张力随SiO₂浓度和温度的升高逐渐降低，表明硅酸钠溶液是一种表面活性较强的低聚物。常温下，纯硅酸钠溶液的电导率、表面张力比预脱硅溶液的大，而黏度则比预脱硅溶液的小。在SiO₂浓度为44.7 g/L时存在一转变点，当SiO₂浓度小于44.7 g/L时，离子结构以单体硅酸根离子为主；当SiO₂浓度由44.7 g/L变化到50 g/L时，硅酸根阴离子迁移数显著减少。
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  基于无损检测技术的铝电解槽阴极质量及破损评估

  罗雨,李生相,陈道龙,刘希灵,马春德,李夕兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(12): 3929-3942.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65775-8

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  为评估电解槽阴极质量及其破损状况，运用声波检测技术与冲击回波检测技术对电解槽阴极部分进行检测。结果表明：入槽前阴极炭块中波速与孔隙率、密度倒数的开方间存在线性关系，并通过声波-电压降联合测试结果找出质量相对良好的阴极炭块；此外，利用冲击回波检测技术对阴极钢棒进行现场检测，结果表明其可有效评估阴极钢棒的破损状况，并实现破损部位定位。提出一种全新的、可量化的阴极质量及破损评估方法，可为电解槽生命周期延长及评价提供参考。