2021年, 第31卷, 第3期　刊出日期：2021-03-25

  

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Materials Science and Engineering
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  熔体强剪切作用下铸造速度对半连续铸造2024铝合金铸锭中浮游晶和宏观偏析的影响

  刘旭东,朱庆丰,李志猛,朱成,王睿,贾涛,赵志浩,崔建忠,左玉波,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 565-575.

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  在熔体强剪切作用下，采用不同铸造速度的半连续铸造工艺制备铸锭，研究熔体强剪切和其作用下铸造速度对浮游晶和铸锭中心负偏析的影响。结果表明，在半连续铸造过程中施加熔体强剪切可以均匀分布铸锭截面上的浮游晶，减少浮游晶的面积百分数，减弱铸锭中心负偏析，并提高熔池内熔体温度分布的均匀性。在熔体强剪切作用下的半连续铸造过程中，铸造速度对浮游晶的数量和分布起着关键作用。当铸造速度较低时，施加熔体强剪切可以显著减小浮游晶的面积分数，并使其在铸锭内均匀分布。但是，随着铸造速度的增加，这种作用效果逐渐消失。
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  通过双级固溶热处理制备新型高强Al-10.5Si-3.4Cu-0.2Mg合金

  Mohsen ABDI, Saeed G. SHABESTARI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 576-585.

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  通过析出硬化提高Al-Si-Cu合金的力学性能。这些合金对时效硬化的反应非常缓慢。为了解决这一问题，在Al-10.5Si-3.4Cu合金中分别加入0.2%、0.4%和0.7%(质量分数)的镁。该新型合金在固溶处理阶段经过两种不同的析出硬化过程。结果表明，添加不同含量的镁可加速该合金对时效处理的响应，提高其硬度和强度。双级固溶热处理可以提高合金的力学性能。添加0.2% Mg 的Al-10.5Si-3.4Cu 合金通过双级固溶热处理后获得最佳的性能，其极限抗拉强度为383.9 MPa，屈服强度为 289.7 MPa，伸长率为3.97% ， 可替代需要高强度和优良铸造性能的铝铸件。
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  热管理用快速凝固Al-50Si-Cu(Mg)合金的力学和热物理性能

  方 军,钟永辉,夏明旷,张凤伟

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 586-594.

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  通过加入Cu或Mg合金元素提高高硅铝合金的力学性能。结果表明，加入1% Cu或1% Mg(质量分数)可分别将抗拉强度提高27.2%和24.5%，这是由于快速凝固(气体雾化)粉末在热压烧结过程中，Al基体中形成均匀分散的细小颗粒(Al₂Cu和Mg₂Si第二相)。添加Cu或Mg仅降低Al-50Si合金的热导率7.3%和6.8%。因此，通过添加1% Cu(Mg)，可以在保持Al-50Si合金优异热物理性能的同时提高其强度。
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  Al-Mg-Si合金在低温下的流变行为和断裂

  Danielle Cristina Camilo MAGALH？ES, Andrea Madeira KLIAUGA, Vitor Luiz SORDI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 595-608.

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  研究AA6061合金的拉伸和断裂行为，为该合金在低温范围内的拉伸和断裂行为提供定量数据。在298 K、173 K 和 77 K下对铝合金进行固溶处理，然后在应变速率为0.1~0.0001 s^-1条件下进行拉伸试验。结果表明，77 K 时Portevin-Le Chatelier (PLC) 效应和动态应变时效(DSA)被抑制。相反，298 K时，观察到PLC效应的特征，即明显的锯齿状流变。77 K固溶处理后样品的拉伸性能与173 K和298 K处理的样品拉伸性能相比，强度、伸长率、韧性模量、应变硬化指数和应变速率敏感性同时提高，这与低温下动态回复速率的降低有关。与之相对应，断口形貌结果显示，77 K处理的样品韧窝尺寸减小，而韧窝覆盖的面积增加。173 K 和77 K处理的样品中DSA被抑制，其实验结果与Johnson-Cook 模型模拟结果吻合较好。
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  单道次等通道往复挤压变形7005铝合金的显微组织与力学性能

  姜巨福,王迎,刘英泽,肖冠菲,李华

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 609-625.

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  首次提出等通道往复挤压技术，用于7005铝合金以获得大塑性变形。研究单道次等通道往复挤压变形7005铝合金的显微组织和力学性能。结果表明，在等通道往复挤压中发生的大塑性变形导致变形材料由混晶组织组成。等通道往复挤压变形的7005铝合金呈现抗拉强度和伸长率的大幅提升。在经历完整的等通道往复挤压过程的区域，材料的力学性能比其他区域的力学性能高，这主要由于材料可获得更大的位错强化。屈服强度和抗拉强度随着挤压温度的升高呈现先增加后降低的趋势。当等通道往复挤压的7005铝合金经过T6热处理后，其屈服强度为359.2 MPa，抗拉强度为490 MPa，伸长率为17.7%。细晶强化、位错强化和析出相强化共同在提升热处理后材料力学性能方面起着重要作用。
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  双金属复合板固-液铸轧复合轧制力模型

  张俊鹏,黄华贵,赵日东,冯淼,孟凯,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 626-635.

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  基于传统双辊铸轧工艺，提出双金属复合板固-液铸轧成形轧制力模型。假设凝固点(KP)以下为固-固复合区，忽略液相区的变形抗力，并依此推导计算公式。通过建立二维热-流耦合模拟为模型中的参数提供取值依据，计算不同铸轧速度下制备Cu/Al复合板的轧制力。同时，通过实验验证该模型的可靠性，并获得轧制速度、基板厚度和材料对轧制力的影响规律。结果表明，轧制力随轧制速度的增加而减小，随基板厚度和导热系数的增加而增大。轧制力与KP高度相关，因此，制定合理的工艺参数控制KP高度对铸轧成形的稳定性具有重要意义。
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  镁基纳米混杂复合材料的高温动态拉伸响应三维模拟

  周霞,刘子凡,苏峰,范亚夫

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 636-647.

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  采用三维代表体元方法，并考虑界面内聚力，对碳纳米管和纳米SiC混杂增强AZ91D镁合金基复合材料在25~300 °C动态拉伸响应进行三维数值模拟，并将模拟结果与实验数据进行比较。结果表明，在不同温度下，该纳米复合材料整体动态拉伸性能随着碳纳米管和纳米SiC颗粒的总体积分数和混杂体积分数比的增加而提高。在总体积分数为1.0%的情况下，当碳纳米管和纳米SiC颗粒的混杂体积比为7:3~8:2时，混杂强化效应最大。镁基混杂纳米复合材料在高温动载荷作用下表现出正的应变率硬化和温度软化效应，模拟结果与实验数据吻合较好。
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  AZ41镁合金超塑性成形特性

  S.TAYLOR,G.D.WEST,E.MOGIRE,F.TANG,H.R.KOTADIA

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 648-654.

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  研究AZ41镁合金在热轧(无后续热变形)条件下的显微组织变化，以确定其在超塑性成形工艺中的适用性，并确定最佳成形参数。采用高温拉伸试验和热气体胀形试验对材料在不同应变速率(1×10^-1~1×10^-3 s^-1)和温度 (350~450 °C)下的成形性进行评估。利用GOM Aramis相机进行圆形网格分析，了解峰值应变和材料减薄与工业成形过程的关系。通过成形后EBSD和STEM分析材料成形性的机制，发现存在明显动态再结晶。最佳成形参数为 450 °C 和1×10^-3 s^-1，此时的峰值伸长率达520%。在1×10^-2 s^-1下，450 °C和400 °C时的工业相关伸长率分别为195%和170%。
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  新型SPD工艺对AM60镁合金性能不均匀性的影响

  SiroosAHMADI,ValiALIMIRZALOO,GhaderFARAJI,AliDONIAVI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 655-665.

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  利用新型大塑性变形(SPD) 技术提高镁合金的冶金性能。在此过程中，先进行循环挤压-压缩-角挤压(CECAP)过程，再在出口处进行挤压，起到附加背压的作用。因此，与等径角挤压(ECAP)相比，期望获得更加均匀和优异的力学性能。为了评价这种新方法的有效性和能力，对AM60镁合金进行加工。有限元分析表明，新方法的应变值和均匀应变分布均显著提高。此外，与传统的ECAP相比，新方法的压应力增加约110%。实验结果表明，经新工艺处理后，试样的硬度和强度均有显著提高，这是由于其晶粒细化，显微组织更加均匀，并且细化的β相沿晶界均匀分布。因此，该新工艺在未来镁合金生产中具有广阔的应用前景。
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  采用挤压剪切工艺制备细晶高强韧镁合金

  王柏宁,王峰,王志,刘正,毛萍莉,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 666-678.

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  设计一种新型挤压剪切(ES)复合工艺以制备细晶高强韧镁合金。利用有限元软件Deform-3D，通过正交模拟实验对ES模具的结构参数进行优化，并采用ES模具对Mg-3Zn-0.6Ca-0.6Zr(ZXK310)合金进行成形。结果表明，优化的ES模具结构参数为挤压角ɑ=90°、挤压段高度h=15 mm以及内圆角半径r=10 mm。在挤压温度和模具温度为350 °C进行挤压剪切时，ZXK310合金表现出良好的ES成形性，且成形区发生明显的动态再结晶，晶粒尺寸从挤压区的1.42 μm降低到成形区的0.85 μm。由于第二相钉扎及超细晶的形成，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到362 MPa、289 MPa和21.7%。
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  Ni含量对Cu-0.4Be合金时效组织和性能的影响

  姜雁斌,张同同,雷宇,贺双江,刘新华,谢建新,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 679-691.

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  研究Ni含量(0～2.10%，质量分数)对Cu-0.4Be(质量分数，%)合金常规时效析出相、强度和导电率的影响，并分析影响机理。结果表明：添加Ni元素可促进强化相的析出，显著提高时效强化作用。当Ni含量由0增大到2.10%时，合金时效后的强度呈先增大后减小的变化趋势，在Ni含量为1.50%时达到最大；含1.50%Ni合金的峰值时效参数为400 °C保温60 min，时效后合金的抗拉强度和屈服强度分别为611 MPa和565 MPa，分别是不含Ni合金的2.8倍和6.1倍；含Ni合金的导电率随着时效时间的延长而增加，但随着Ni含量的增大而下降。在400 °C，随着时效时间的延长，Cu-0.4Be-1.5Ni合金发生γ″相→γ′相→γ相转变；当时效时间为60 min时，合金中出现大量弥散分布的纳米级共格γ″相和γ′相，析出强化作用显著，是合金具有较高强度的主要原因。
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  C5191磷青铜薄板超高速冲裁断面的显微组织特征

  胡道春,陈明和,王蕾,王红军

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 692-702.

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  为了研究C5191磷青铜在超高速冲裁条件下的变形机制，借助DOBBY-OMEGA F1超高速冲床完成0.12 mm厚的C5191磷青铜板材在3000冲次/分条件下的超高速冲裁试验，并分别利用EBSD和TEM技术对冲裁断面进行显微组织表征。结果发现，冲裁断面区域晶粒沿着冲裁方向拉长排列，局部区域形成较强的{001}á100？立方织构(极密度分别为9和12)和次强的 织构(极密度分别为4和7)；同时，冲裁断面的剪切带区域存在变形孪晶，并在冲裁挤压和局部温升效应下发生旋转、粗化，形成晶界清晰、具有大角度晶界的亚晶；C5191磷青铜薄板在超高速冲裁过程中发生绝热剪切，并伴随有动态再结晶产生。
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  铜在中国南沙群岛极端恶劣海洋大气中的腐蚀行为

  路肖,刘雨薇,赵洪涛,潘晨,王振尧

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 703-714.

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  通过质量损失法、成分分析、形貌观察和电化学测试等手段，研究纯铜在南沙大气中暴露21个月后的腐蚀行为。结果表明，铜暴露一年的平均腐蚀速率约为7.85 μm/a，这意味着南沙群岛属于CX腐蚀等级。在暴露样品的正反两面形成的腐蚀产物层的结构和性能差异很大。正面的腐蚀产物层内层(Cu₂O)较厚且致密，外腐蚀产物层(Cu₂Cl(OH)₃)极薄；而样品反面的外产物层却比内层厚。电化学测试结果表明，正面腐蚀产物层提供的防护作用逐渐增强，而反面腐蚀产物层的防护作用逐渐减弱。
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  激光填丝焊接镍基合金/304不锈钢二次相的转变机制及其对晶间腐蚀性能的影响

  程 波,吴东江,张 超,柴东升,马广义

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 715-725.

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  为了阐明激光填丝焊接镍基合金(Hastelloy C-276)/304二次相的转变机制和晶间腐蚀机制，通过EPMA和TEM对二次相进行分析；采用双环动电位再活化法(DL-EPR)对焊接接头的晶间腐蚀性能进行评价，并采用EDS对焊接接头腐蚀表面进行成分分析。实验结果表明：p相和μ相为完全共格关系，且其共格关系为[001]_p// 和[430]_p//[0001]_μ。μ相由p相快速相转变而成，此相变过程为不均匀相变。二次相转变将增大晶间腐蚀敏感性。因此，在焊接过程中应该避免这种相变。
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  反应合成多孔TiAl金属间化合物的孔隙组成和曲折因子

  江 垚,贺跃辉,高海燕

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 726-733.

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  根据孔结构参数的变化规律和离散粒子模型，研究多孔TiAl金属间化合物的孔隙组成和曲折因子。结果表明，多孔TiAl的孔隙形成机理主要归因于3个方面：生坯中的间隙空间、反应过程中的扩散孔隙和相变孔隙，所产生的开孔隙度分别为5.6%、42.9%和1.3%。根据Hagen-Poiseuille方程，确定多孔TiAl的曲折因子在1.3~2.2范围内。综合离散粒子模型和曲折因子的变化规律，曲折因子主要取决于制备常数、颗粒形状、间隙距离和粉末粒度等参数。建立曲折因子与制备参数之间的定量关系，可作为调整多孔金属间化合物孔结构的依据。
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  800和1000 °C退火对Al₇Cr₂₀Fe_xNi_73-x合金相析出和硬度的影响

  吴长军,周琛,曾姣凤,刘亚,涂浩,苏旭平,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 734-743.

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  研究Fe含量对铸态、800 °C和1000 °C退火后Al₇Cr₂₀Fe_xNi_73-x (x=13~66)合金的显微组织、相组成和显微硬度的影响。这些合金并非都由FCC单相组成，一些合金中存在BCC和B2相。研究证实，Al₇Cr₂₀Fe₆₆Ni₇合金中的BCC相是在冷却过程中由FCC相在900 °C左右转变而来；而FCC相在800 °C退火后的Al₇Cr₂₀Fe₆₀Ni₁₃合金中能稳定存在，从而导致富铁合金800 °C退火后硬度降低。实验结果表明，由于B2粒子的析出，1000 °C退火后的FCC相中Al含量降低，合金硬度降低。此外，800 °C退火后，在晶界析出少量富Al的B2颗粒及在FCC基体中析出一些纳米晶BCC相，使Al₇Cr₂₀Fe_xNi_73-x (x=41~49)合金硬度增加。这些结果将有助于Al-Cr-Fe-Ni基高熵合金的成分设计和加工工艺设计。
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  Fe₂₂Co₂₆Cr₂₀Ni₂₂Ta₁₀高熵合金基复合材料的自润滑性能

  肖维城,李 昆,韩六六,刘 咏

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 744-752.

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  共晶高熵合金(EHEAs)具有高温稳定性和良好的力学性能，并有望在高温下应用于摩擦领域。为了研究其高温润滑性能，采用BaF₂/CaF₂共晶粉末作为润滑相，通过放电等离子烧结制备Fe₂₂Co₂₆Cr₂₀Ni₂₂Ta₁₀- (BaF₂/CaF₂)_x (x=3%~20%，质量分数)复合材料，在室温和高温下测试摩擦性能和力学性能。结果表明，随着BaF₂/CaF₂共晶粉末的增加，复合材料在600和800 °C时的摩擦因数和磨损率明显降低。其中，共晶粉末含量为15%和20%的复合材料在600 °C时具有最佳的润滑性能。复合材料的低摩擦因数和低磨损率主要归功于共晶高熵合金基体良好的力学性能、BaF₂/CaF₂相的润滑作用以及在磨损表面上形成的连续氧化物。
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  Zn_1+xSb二元体系的相形成和热电性能

  AhmadOSTOVARIMOGHADDAM,EvgenyTROFIMOV,TingZHANG,JordiARBIOL,AndreuCABOT,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 753-763.

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  在Zn-Sb二元相图固相线以下使Zn和Sb粉末反应并随炉冷却，合成一系列Zn_1+xSb (x=0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.25, 0.3) 材料，分析Zn–Sb相图中心区域的相形成和热电性能。在此过程中，非化学计量比的混合粉末结晶形成 ZnSb和β-Zn₄Sb₃相的组合。然后，将材料研磨并热压成致密的ZnSb/β-Zn₄Sb₃复合材料。X射线衍射、高分辨率透射电镜和电子能量损失谱分析均未发现Sb、Zn元素或其他相。所有材料的热电性能都可以归结为ZnSb和β-Zn₄Sb₃相的热电行为的结合, 并由每种材料中的主相所决定，Zn_1.3Sb复合材料具有最好的热电性能。研究发现，Ge 掺杂可大幅增加Zn_1.3Sb的Seebeck系数且显著提高其功率因数，540 K 时达1.51 mW·m^-1·K^-2。 总之，Zn_1.28Ge_0.02Sb具有优异、稳定的Z_T值，650 K时为 1.17。
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  硅化镍对镍硅合金表面气体渗硼层硬度、弹性模量和断裂韧性的影响

  N. MAKUCH

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 764-778.

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  在N₂-H₂-BCl₃气氛下对镍硅合金进行两级气体渗硼(910 °C、2 h)制备双区硼化层。显微组织由两种具有不同相成分的区域组成。外层区域仅含有硼化镍的混合物 (Ni₂B, Ni₃B)，内层区域除了硼化镍还含有硅化镍(Ni₂Si, Ni₃Si)。研究硅化镍的存在对镍基合金表面硼化层力学性能的影响。使用带有Berkovich金刚石压头的纳米压痕仪在50 mN载荷下测量硬度和弹性模量。结果显示，外层区域的平均压痕硬度和压痕弹性模量值分别为(16.32±1.03) GPa和(232±16.15) GPa。内层区域中硅化镍的存在降低其压痕硬度(6.8~12.54 GPa)和弹性模量(111.79~153.99 GPa)。采用维氏微压痕法研究硼化层在0.981 N载荷下的断裂韧性。结果表明，硅化镍的存在使气体渗硼层的脆性增加(约40%)。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  多裂纹相互作用机理及起裂预测

  沈晴晴,饶秋华,李 卓,易 威,孙栋良

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 779-791.

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  采用复变函数和积分方法，计算多条平行斜裂纹的最大I型和II型应力强度因子K_I,kmax(θ)和K_II,kmax(θ) (0°<θ<360°) 随裂纹相对位置(包括垂直间距和水平间距)的变化值，分析多裂纹相互作用机理，并得到应力强度因子的强化区和弱化区。基于最大拉-剪应力强度因子比，建立多裂纹起裂判据，并预测裂纹起裂角、起裂荷载和起裂机理。预测结果表明：多裂纹起裂机理为I型；为便于止裂，多裂纹之间的垂直间距不宜等于裂纹半长的倍数。预测结果与单轴压缩下三平行裂纹的红砂岩立方体试件试验结果吻合较好，验证多裂纹起裂准则的有效性。
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  硫化铜矿SAG(半自磨)磨矿废品浮选药剂的交互作用

  Ali AHMADI, Mojtaba REZAEI, Seyed Mohammad SADEGHIEH

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 792-806.

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  浮选药剂在黏土矿中基础矿物的选矿中表现出复杂的行为。利用中心组合设计法研究浮选药剂对低品位高黏质硫化物矿中铜浮选效率的交互作用。初步结果表明，在石灰作pH调节剂的情况下，异丙基黄原酸钠(SIPX)和O-异丙基-N-乙基硫基氨基甲酸酯(IPETC)是最有效的捕收剂。在不同的pH值下，评估捕收剂(SIPX和IPETC)用量和起泡剂甲基异丁基甲醇(MIBC)用量对分离效率的影响。基于方差分析(ANOVA)结果，对于分离效率而言，捕收剂用量与pH值以及捕收剂用量与起泡剂用量之间的交互作用显著。在低捕收剂用量时，pH值从9提高到11可使IPETC的铜分离效率从81%提高到86%，SIPX的铜分离效率从77%提高到86%。方差分析结果表明，在pH值11、8.6 g/t SIPX、7 g/t IPETC和20 g/t MIBC的条件下，铜分离效率最高(88.7%)。最终，可得出结论，捕收剂SIPX和IPETC更适合于处理高黏质硫化矿。
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  钒渣提钒和铬循环冶金工艺：(I)含铬钒酸盐溶液分离回收钒

  王学文,杨明鄂,孟钰麒,高大雄,王明玉,付自碧

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 807-816.

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  研究含铬钒酸盐溶液分离回收钒的循环冶金工艺，工艺过程包括溶液中钒的选择性沉淀、沉淀物中钒的浸出及五氧化二钒的制备。在含铬钒酸盐溶液中加入Ca(OH)₂ 进行球磨，不仅可以使其中的钒选择性沉淀析出, 而且沉淀物的浸出动力学性能得到显著改善。在含铬钒酸盐溶液中按 Ca/V摩尔比1.75:1加入Ca(OH)₂，室温球磨60 min，钒的沉淀率达99.59%, 而铬的沉淀率只有0.04%。过滤得到的沉钒渣按液固比4:1 mL/g加水，并按NaHCO₃/V摩尔比2.74:1加入NaHCO₃，室温搅拌60 min，过滤得浸出液，钒的浸出率为99.35%。所得浸出液先通入CO₂调pH至 8.0，再按NH₄HCO₃/NaVO₃摩尔比1:1加入NH₄HCO₃，室温搅拌8 h结晶析出NH₄VO₃，过滤后，含氨的结晶液重新用于钒酸钙沉淀的浸出，温室搅拌1 h后钒的浸出率>99%，最后，将所得NH₄VO₃晶体在560 °C煅烧2 h得到纯度为99.6%的V₂O₅。
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  含铝废LiFePO₄正极粉在H₂SO₄溶液中的浸出性能

  娄文博,张洋,张盈,郑诗礼,孙沛,王晓健,李建中,乔珊,张懿,MarcoWENZEL,JanJ.WEIGAND

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 817-831.

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  研究含铝废LiFePO₄ (LFP)正极粉中LFP和Al的浸出行为及浸出动力学。考察温度(273~368 K)、搅拌速率(200~950 r/min)、反应时间(0~240 min)、酸料比(0.1:1~1:1 mL/g)和液固比(3:1~9:1 mL/g)对浸出过程的影响。结果表明，反应物浓度和温度对Al浸出影响较大。在优化的浸出条件下，LFP和Al的浸出率分别为91.53%和15.98%。动力学研究表明，LFP的浸出受表面化学反应与扩散混合控制，活化能为22.990 kJ/mol；而Al的浸出仅受表面化学反应的控制，活化能为46.581 kJ/mol。在废LFP正极材料酸浸过程中控制浸出体系低温能有效抑制铝的溶解。
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  1,3-二甲基-2-咪唑啉酮-ZnCl₂溶剂化离子液体的物化性质及在锌电沉积中的应用

  刘爱民,郭梦霞,石忠宁,刘玉宝,刘风国,胡宪伟,杨酉坚,陶文举,王兆文

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 832-841.

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  将ZnCl₂ 溶解于1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)中，并在室温大气环境中电沉积得到金属锌涂层。测量不同温度下DMI-ZnCl₂溶剂化离子液体的电导率(σ)、黏度(η)和密度(ρ)并拟合出方程式。然后，利用循环伏安法研究Zn(II)在DMI-ZnCl₂溶剂化离子液体中的电化学还原行为，发现Zn(II)在钨电极上的还原为一步两电子的不可逆过程。阴极产物的XRD和SEM-EDS分析表明，沉积产物为金属锌。最后，考察沉积电位、温度和时间对锌镀层形貌的影响，结果表明，在-2 V (vs Pt)和353 K条件下恒电位电沉积1 h，可得到致密均匀的锌涂层。
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  不同颗粒尺寸辉钼矿的氧化焙烧动力学

  李小斌,吴 涛,周秋生,齐天贵,彭志宏,刘桂华

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 842-852.

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  通过差热-热重实验和非等温分析法研究辉钼精矿的氧化焙烧动力学。结果表明：高温焙烧有利于辉钼矿的氧化，其初始氧化温度为450 °C，500 °C以上时迅速氧化。氧化过程符合未反应收缩核模型。氧化初期受化学反应控制，其表观活化能为123.180 kJ/mol；后期受内扩散控制，表观活化能为80.175 kJ/mol。整个氧化过程中辉钼矿的氧化速率和精矿的颗粒尺寸密切相关，颗粒尺寸越小，其氧化速率越大。
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  液态Mg-Si系中混合焓与结构序之间的相关性

  王瑨,秦敬玉,周吉学,程开明,詹成伟,张素卿,赵国辰,李欣欣,神克常,周毅

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(3): 853-864.

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  采用第一性原理分子动力学研究1773 K下液态Mg-Si系的混合焓与结构序。通过计算转移电荷和差分电子密度，证实Si原子周围的化学环境由Si-Si相互作用所主导，由此决定混合焓在富Mg侧达到最小值。基于偏偶相关函数的HA键对分析结果显示，Si-Si原子对与Mg原子相吸引，且结构序随Si含量的演变可以描述为Si-Si原子对分散Mg原子以构成框架结构的过程。以局域Si原子构型的四面体序为研究对象，揭示混合焓与结构序之间的相关性，这能为理解液态Mg-Si二元系提供综合能量学与几何学的新视角。