2021年, 第31卷, 第4期　刊出日期：2021-04-25

  

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Materials Science and Engineering
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  行波磁场耦合顺序凝固改善ZL205A大型薄壁件缺陷及性能

  罗 磊,夏宏营,骆良顺,苏彦庆,蔡超军,王 亮,郭景杰,傅恒志

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 865-877.

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  利用行波磁场耦合顺序凝固连续地处理大型薄壁ZL205A合金铸件，消除收缩缺陷，提高力学性能。实验结合模拟，针对行波磁场参数优化对补缩行为、显微组织和性能的影响进行系统的研究。结果表明，本研究条件下，当励磁电流为20 A、频率为200 Hz时，磁场力达到最大值；磁场力随着到磁场发生器距离越近而越大，更有利于对薄壁铸件进行处理。行波磁场可以有效破碎二次枝晶臂和枝晶间的搭接，拓宽补缩通道，延长补缩时间，优化补缩路径，最终消除收缩缺陷并提高力学性能。当励磁电流为20 A时，铸态合金极限抗拉强度、伸长率和显微硬度分别由186 MPa、7.3%和82.1 kg/mm²提高至221 MPa、11.7%和100.5 kg/mm²，孔隙率由1.71%降至0.22%，断裂模式由脆性转变为韧性断裂。
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  石墨烯纳米片增强铝基复合材料的制备与性能

  郑忠,杨晓霞,李建超,张学习,ImranMUHAMMAD,耿林

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 878-886.

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  采用高能球磨、放电等离子烧结以及热挤压工艺制备含量为5.0%(体积分数)的石墨烯增强铝基复合材料。分别采用X射线光电子能谱、透射电镜及拉伸试验研究挤压态复合材料的显微组织与力学性能，发现5.0%(体积分数)的石墨烯分散在铝晶界上，并且未与铝基体发生界面反应。最终，挤压态复合材料的屈服强度和抗拉强度高达462 MPa和479 MPa，分别比挤压态铝基体提高62%和60%。断口分析表明，在断裂过程中复合材料中分散的石墨烯起到明显的载荷传递的作用。上述结果表明，采用高能球磨、放电等离子烧结以及热挤压制备工艺可将高含量石墨烯分散于铝合金中，且能控制石墨烯和铝基体之间的界面反应。
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  不同热变形工艺大塑性变形加工超细晶1570C铝合金的组织、强度和超塑性

  Oleg Sitdikov, Elena Avtokratova, Oksana Latypova, Michael Markushev

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 887-900.

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  将Al-5Mg-0.18Mn-0.2Sc-0.08Zr-0.01Fe-0.01Si(质量分数，%)合金铸锭进行多向等温锻造(应变12)或等径角挤压(应变10, 325 °C)，再进行热轧(325 °C)和冷轧(20 °C)，对比研究合金变形后的组织和力学行为。结果表明，对(亚)晶粒尺寸d_UFG=2 μm的超细晶组织合金进行多向等温锻造后，其室温延展性提高，超塑性伸长率可达2800%。通过热轧进一步细化晶粒，后续再通过冷轧形成高位错密度的严重变形组织，合金的屈服/极限抗拉强度从多向等温锻造后的235/360 MPa分别提高到热轧和冷轧后的315/460 MPa和400/515 MPa。同时，热轧使超塑性伸长率提高到4000%，而冷轧后的伸长率仍然足够高(高达1500%)。与多向等温锻造相比，经等径角挤压后合金的晶粒细化程度更高(d_UFG=1 μm)，强度和超塑性性能均得到提高。然而，热轧后此效果有所减弱，加工后的板材具有同等的性能。与多向等温锻造后再冷轧的合金相比，经等径角挤压后再冷轧的合金强度更高，超塑性性能略好。
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  辊速差对连铸连轧7075铝板显微组织、织构及力学性能的影响

  Mohammad Mehdi AMIRI, Faramarz FERESHTEH-SANIEE

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 901-912.

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  研究辊速差对连铸连轧7075铝板显微组织、织构及力学性能的影响。采用3种不同上辊/下辊转速比(ω/ω₀, ω为上辊转速，ω₀为下辊转速)1:1、1:1.2及1:1.4进行多次试验。结果显示，在最大辊速差条件下(ω/ω₀=1:1.4)，7075铝板在轧制方向的屈服强度和极限抗拉强度分别提高41.5%和21.9%。此外，当辊速比ω/ω₀为1:1.4时，成品轧制板的平均晶粒尺寸减小36%，横剖面平均硬度增加约9.2%。织构研究结果显示，辊速差越大，成品各向同性及硬度越大。然而，采用不同辊速度的连铸连轧会导致变形板伸长率降低约6%。
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  NaOH浓度对铸造铝锂合金微弧氧化膜层显微组织和耐蚀性能的影响

  秦莹,吴国华,AndrejATRENS,张小龙,张亮,丁文江

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 913-924.

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  采用含有Na₂WO₄和不同NaOH浓度的硅酸盐系列电解液，利用微弧氧化(MAO)技术在Al-Cu-Li合金表面制备陶瓷涂层，研究NaOH浓度在1-9 g/L范围内对涂层显微组织和腐蚀行为的影响。利用X射线衍射 (XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对膜层的组成和微观结构进行表征。结果表明，NaOH促进MAO反应中氧化物的生成，使膜层厚度增加。电化学腐蚀测试(极化曲线、交流阻抗谱)和质量损失试验确定膜层的耐蚀性随NaOH加入量的增加而提高，且在7 g/L NaOH溶液中制备的膜层耐蚀性最优。全浸泡腐蚀试验也给出一致的结果。
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  铸态和固溶态Mg-8Li-xAl-yZn合金的显微组织与力学性能

  梁新理,彭翔,冀浩,刘文才,吴国华,丁文江,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 925-938.

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  研究Al/Zn比(质量比)对Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响。结果发现，对于铸态Mg-8Li-xAl- yZn(x+y=5)合金，当Al/Zn比分别为1:4和2:3时，合金中的第二相主要为AlLi和MgLiZn相；而当Al/Zn比分别为3:2和4:1时，合金中的第二相主要为AlLi和MgLi₂Al相。MgLiZn相的分解温度约为300 °C，AlLi和MgLi₂Al相的分解温度较高，约为350 °C。固溶强化是提高Mg-8Li-xAl-yZn合金强度的主要因素，Mg-8Li-3Al-2Zn合金在350 °C固溶处理4 h后具有最佳的综合力学性能，其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为272.5 MPa、315.0 MPa和3.4%。
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  热处理对轧制态Mg5Gd合金腐蚀行为的影响

  曹福勇,张婧,李可可,宋光铃,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 939-951.

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  通过浸泡试验、电化学测试、扫描电化学显微镜和腐蚀形貌分析等手段研究热处理工艺对轧制态Mg5Gd合金在3.5 wt.% NaCl饱和Mg(OH)₂溶液中腐蚀行为的影响及机理，以期达到提高镁合金耐蚀性的目的。结果表明：固溶处理能显著降低Mg5Gd合金的腐蚀速率，并且使其腐蚀变均匀，腐蚀坑变浅，这主要归因于固溶处理可以熔解镁基体中大量的富Gd二次相颗粒。固溶处理后的退火处理能进一步降低Mg5Gd合金的腐蚀速度。在退火过程中，从镁基体中沉淀出的纳米颗粒未造成明显的微电偶腐蚀，这主要是因为在纳米相颗粒表面生成的保护性产物膜完全覆盖了颗粒，从而阻止微电偶腐蚀的产生。
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  热处理改善齿科用钛合金的体外腐蚀、磨损和力学性能

  MohamedHUSSEIN,AkeemY.ADESINA,MadhanKUMAR,MohamedAZEEM,AhmadSOROUR,NasserAL-AQEELI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 952-966.

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  研究热处理对新型Ti20Nb13Zr (TNZ)合金组织、力学性能、耐磨性和人工唾液(AS)体外腐蚀防护性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行结构和显微组织分析。采用电化学阻抗谱和线性极化电阻技术研究样品在AS中浸泡168 h后的体外耐腐蚀性能。采用线性往复摩擦计对其摩擦特性进行研究。SEM分析结果表明，固溶处理和时效影响α相的尺寸和分布。空冷和时效处理后样品具有最高的显微硬度和宏观硬度，其耐磨性分别比未处理样品高25%和30%。冷却速率对TNZ合金的耐腐蚀性有显著影响。经过处理的样品在AS中浸泡168 h后，腐蚀速率降低50%。经炉冷和时效处理的样品在AS中浸泡168 h后具有最好的耐腐蚀性。在经过处理的样品中，时效样品表现出更优异的力学性能、耐磨性能和体外耐腐蚀性能。
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  热轧对Ti-50.8Ni合金显微组织及摩擦学行为的影响

  杨蕊,马巍,王超,王廷梅,王齐华,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 967-979.

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  研究室温下不同显微组织Ti-Ni50.8(摩尔分数，%)合金在往复运动模式下的摩擦学行为。与B19''''相合金相比，热变形后奥氏体(B2)合金滑动过程中发生应力诱发马氏体相变，摩擦因数减小，耐磨性提高，但是多次热轧却降低合金的耐磨性。采用背散射电子衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)对显微组织进行分析，结合相变能量损耗表明：强度较弱的热轧显微织构对其耐磨性的影响较小；奥氏体中{112}孪晶对B2-B19''''相变的抑制作用明显强于高密度位错，与高KAM值的组织相比，合金中较高的重合位置点阵晶界可降低其马氏体相变开始温度。动态回复产生的大量小角度晶界和动态再结晶组织相当，可有效提高合金的耐磨性。
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  Ti_49.2Ni_50.8合金在等径角挤压过程中Ti₃Ni₄析出相的演化规律

  任佳瑞,AlexanderV.SHUITCEV,孙斌,陈枫,李莉,佟运祥

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 980-987.

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  采用透射电子显微镜研究Ti_49.2Ni_50.8合金中Ti₃Ni₄析出相在等径角挤压及中间退火过程中的演化规律。固溶态Ti_49.2Ni_50.8合金在450 °C时效处理10~60 min以获得尺寸为37~75 nm的Ti₃Ni₄析出相。在450 °C等径角挤压处理1道次后，时效处理10 min和30 min试样中Ti₃Ni₄析出相完全溶解；而在时效处理60 min试样中Ti₃Ni₄析出相尺寸减小。Ti₃Ni₄析出相完全溶解的临界尺寸范围为37~68 nm。等径角挤压态试样的位错密度取决于Ti₃Ni₄析出相的初始尺寸。随初始时效时间从10 min延长至60 min，试样的位错密度先增加然后降低。
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  TiC颗粒强化Ti-30Fe复合材料的摩擦行为

  徐圣航,邱敬文,张惠斌,曹华珍,郑国渠,刘咏

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 988-998.

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  将Ti、Fe和TiC粉末进行低温球磨，并结合放电等离子烧结制备Ti-Fe-xTiC (x=0，3，6，9，质量分数%)复合材料。结果表明：该复合材料中含有β-Ti、β-Ti-Fe、η-Ti₄Fe₂O_0.4以及TiC颗粒。显微组织随着TiC添加量的增加而显著细化。粘着磨损是Ti-Fe-xTiC复合材料的主要磨损机制。随着TiC添加量的增加，摩擦因数(COF)减小，硬度增大。其中，由于Ti-Fe-6TiC复合材料中TiC含量较高，TiC颗粒尺寸小，组织细化程度高，因此，具有最佳的耐磨性能，磨损率仅有1.869×10^-5 mm³/(N·m)，同时，摩擦因数为0.64。由此可见，TiC颗粒增强Ti-Fe基复合材料在耐磨材料领域具有潜在的应用价值。
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  TiCuNi、AgCu和Ag钎料真空钎焊钛接头的电化学响应

  C.MARINHO,F.TOPTAN,A.GUEDES,A.C.ALVES

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 999-1011.

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  接头的性质取决于界面形成相的性质、分布和形态。钎焊接头的力学性能有详细的文献记录，而对其电化学行为的研究却较少。因此，本研究的主要目的是了解用TiCuNi、AgCu共熔合金和Ag 钎料钎焊工业纯钛接头界面处形成的相对其腐蚀行为的影响。在磷酸盐缓冲电解液中进行37 °C下的开路电位和动电位极化实验，研究钛接头的电化学行为。结果表明，含Ag钎料对界面形成的富银相及钛相和工业纯钛间的微电偶腐蚀具有敏感性。然而，当使用TiCuNi钎料钎焊时，接头和母材之间没有显著差异。
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  Cu-Al-Mn-Zn-Zr形状记忆合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

  尹墨阳,李周,肖柱,庞咏,李亚萍,沈紫嫣

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1012-1022.

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  通过动态电位极化测量、电化学阻抗谱 (EIS) 和X射线光电子能谱 (XPS) 研究铜基形状记忆合金(Cu-Al-Mn-Zn-Zr)在3.5% NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为。腐蚀开始时，形状记忆合金表面形成的氧化产物不断覆盖合金表面，导致腐蚀速率降低。合金在NaCl溶液中浸泡4 d后，腐蚀产物层变厚及更加疏松多孔，导致腐蚀速率增大，合金表面的腐蚀反应机理由极化控制向扩散控制转变。在NaCl溶液中浸泡6~15 d后，试样的扩散阻抗随氧化层厚度的增加而增大。在整个腐蚀过程中，合金的腐蚀机理发生改变，耐蚀性能持续提高。腐蚀产物主要为CuO、ZnO、Al₂O₃、MnO/Mn₂O₃、MnO₂和Al(OH)₃。腐蚀过程中腐蚀产物由Cu₂O转变为CuO，由Al₂O₃转变为Al(OH)₃。
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  激光冲击强化ZCuAl₁₀Fe₃Mn₂合金的热疲劳裂纹生长行为

  刘光磊,曹宇豪,杨坤,郭伟,孙小轩,赵玲,司乃潮,周建忠

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1023-1030.

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  为了提高高温构件的热疲劳性能、减少表面裂纹，研究激光冲击对ZCuAl₁₀Fe₃Mn₂合金硬度、表面形貌、残余应力和热疲劳性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析合金的显微组织和裂纹形貌。结果表明：在4 J脉冲能量下，激光冲击能显著改善合金的热疲劳性能。在热应力和交变应力的作用下，试样缺口附近组织氧化而变得疏松多孔，促使萌生多条微裂纹。其中，竖直方向的微裂纹变为主裂纹，主要以裂尖前沿空洞连体的形式扩展；其他方向的微裂纹沿晶界生长而发生组织脱落现象。
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  通过凝固冷却速率调整Zn-1Mg-(0.5Mn, 0.5Ca)合金的显微组织和显微硬度

  TalitaA.VIDA,CássioA.P.SILVA,ThiagoS.LIMA,NoéCHEUNG,CrystopherBRITO,AmauriGARCIA

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1031-1048.

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  生物可降解锌基合金，特别是添加合金元素的锌-镁(Zn-Mg)合金，已获得广泛研究以改善其力学性能和腐蚀性能。由于这些性能主要依赖于合金的显微组织，因此任何评价都应该从了解影响其形成的条件开始。本研究旨在探讨凝固冷却速率对Zn-1Mg-(0.5Ca, 0.5Mn)(质量分数，%)合金瞬态凝固过程中显微组织演化的影响。结果表明，两种合金的显微组织均含有3种相：η-Zn枝晶基体、Zn₁₁Mg₂金属间化合物和低共熔混合物中的Zn₂Mg。MnZn₉和两种含Ca相(CaZn₁₁和CaZn₁₃)分别与Mn和Ca的添加有关。与Zn-1Mg(质量分数，%)合金相比，添加Mn和Ca元素可以细化枝晶基体和低共熔混合物。建立冷却速率、枝晶间距或共晶间距之间的关系，从而提出实验生长规律。此外，为了研究添加Ca和Mn的效果，进行硬度测试。维氏显微硬度与二次枝晶间距之间的实验相关性表明，与二元合金相比，显微组织细化和典型的Ca、Mn基金属间化合物是导致硬度增加的主要原因。
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  添加微量B元素对Al₁₉Co₂₀Fe₂₀Ni₄₁共晶高熵合金显微组织及性能的影响

  冯俊杰,高硕,韩昆,苗屹冬,戚继球,委福祥,任耀剑,占珍珍,隋艳伟,孙智,曹鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1049-1058.

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  同时强化合金的力学性能和磁性能是软磁材料的理想化制备策略。通过制备非等原子比的Al₁₉Co₂₀Fe₂₀Ni₄₁共晶高熵合金，研究硼元素合金化对显微组织演变、相形成、力学性能和软磁性能的影响。随 着B含量的增加，(Al₁₉Co₂₀Fe₂₀Ni₄₁)_100-xB_x合金的显微组织从最初的层片状共晶组织(x=0)转变为离异共晶组织(x>0.6)。细小的硼化物从晶间相中析出(x≥0.6)。合金的硬度从HV 328.66增加到HV 436.34。压缩力学性能测试结果显示合金发生从塑性材料向脆性材料的转变。Al₁₉Co₂₀Fe₂₀Ni₄₁合金具有良好的软磁性能，微量的B添加对其软磁性能的影响很微弱。当用作软磁性材料时，合金电阻率的增加可以有效地减少涡流损耗。
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  增材制造高强韧高熵合金中基于切变型相变的微裂纹抑制机理

  李瑞迪,牛朋达,袁铁锤,李志明,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1059-1073.

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  研究选区激光熔化增材制造FeMnCoCrNi体系高熵合金的微裂纹行为，并采用XRD技术对激光打印后样品表面的残余应力进行分析。结果表明，经激光打印后等原子比FeMnCoCrNi高熵合金显示为稳定的单相面心立方(FCC)结构，出现残余拉应力，并产生微裂纹。相比之下，具有低层错能的非等原子比亚稳FeMnCoCr高熵合金在各种激光能量密度下均出现残余压应力，且无微裂纹形成。在激光熔化后的冷却过程中，亚稳高熵合金中发生的从FCC基体相到密排六方(HCP)相的切变型相变消耗了激光打印过程中的热应力，从而抑制微裂纹的产生。此外，相比于单相稳定高熵合金，亚稳高熵合金在拉伸变形过程中马氏体相变也有助于提高其抗拉强度和延展性。这些结果为增材制造领域设计开发高强、高韧、无裂纹的合金提供有益参考。
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  锂离子电池高镍单晶正极材料的合成与性能

  路士杰,刘洋,贺振江,李运姣,郑俊超,毛景,代克化

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1074-1086.

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  通过高温固相焙烧法合成高镍单晶正极材料LiNi_0.88Co_0.09Al_0.03O₂。采用XRD、XPS、TEM等技术研究初始样品和脱锂化高镍单晶材料的物理化学性能；采用长循环测试、循环伏安法和原位阻抗分析表征其电化学性能。研究结果表明：在高温处理过程中，样品的内部和表面发生锂氧损失和相转变现象，材料在固相合成反应过程中会加剧相转变，并在单一颗粒上形成多相共存状态；高温可以促进一次颗粒生长，但对单晶颗粒的稳定层状结构有一定的损害。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  用于研究纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩性能的新型人工智能模型

  喻 智, 史秀志, 陈新, 周 健, 齐冲冲, 陈秋松, 饶帝军

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1087-1102.

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  为降低纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩强度数据的获取难度，综合分析常规充填材料参数与纤维参数对其单轴压缩性能的影响，结合元启发式算法(樽海鞘算法, SSA)与极限学习机技术(ELM)，提出一种新型人工智能模型(SSA-ELM)。为检验模型可靠性，开展720组不同灰砂质量比、固体质量浓度、纤维含量、纤维长度和养护时间的纤维尾砂胶结充填材料单轴抗压实验以建立充填材料强度性能数据库。研究结果表明，训练好的SSA-ELM模型能够准确地预测纤维尾砂胶结充填材料的单轴压缩强度，其性能优于ANN、SVR和ELM方法；纤维含量和纤维长度对纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩性能具有重要影响。
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  含铜砷的铜电解黑泥氧化酸浸-硫化沉淀分离和回收铜

  史美清,闵小波,沈忱,柴立元,柯勇,颜旭,梁彦杰,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1103-1112.

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  开发从含铜砷的铜电解黑泥中分离和回收铜的湿法冶金新工艺。该工艺包括黑泥氧化酸浸和浸出液中选择性硫化沉铜两个步骤。研究各种工艺参数对铜和砷的浸出和沉淀的影响。在第一阶段中，最佳工艺条件为：初始H₂SO₄浓度为1.0 mol/L，液固比为10 mL/g，80 °C下连续浸出4 h。此条件下铜浸出率可达95.2%，砷浸出率为97.6%。同时，通过Avrami模型成功模拟氧化酸浸过程铜和砷的浸出动力学，发现铜和砷浸出反应的表观活化能分别为33.6和35.1 kJ/mol，表明该浸出过程主要受化学反应和扩散混合控制。在选择性硫化沉淀过程中，最佳工艺条件为：硫与铜摩尔比2.4:1、时间1.5 h、温度25 °C。此条件下99.4%的铜以CuS形式回收，而砷的沉淀率仅0.1%。
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  添加氧化铁高效热解脱除氰化钠

  董凯伟,谢锋,王伟,畅永锋,陈春林,顾晓薇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1113-1126.

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  提出采用氧化铁催化热解高效除氰。采用XRD、DSC-TG、化学分析等手段对不同条件下添加和无添加氧化铁高效脱除氰化钠的机理进行研究。未添加氧化铁时，空气条件下，氰化钠在587.4 °C开始发生分解；氩气条件下，氰化钠在879.2 °C开始发生分解。添加氧化铁时，氩气条件下，大约60%的氰化钠在350 °C热解30 min时发生分解；在空气或氧气条件下，当氧化铁与氰化钠质量比为1:1时，几乎所有的氰化钠在350 °C热解30 min内完成脱除。研究表明，催化剂Fe₂O₃添加量的增加、除氰温度的升高及除氰时间的延长均有助于氰化钠的脱除。随着氧化铁的添加，氩气条件下，NaCN与Fe₂O₃反应生成Na₄Fe(CN)₆、Na₂CO₃、NaNO₂和Fe₃O₄；空气或氧气条件下，NaCN分解生成NaCNO、Na₄Fe(CN)₆和微量的NaNO₂，且形成的NaCNO和Na₄Fe(CN)₆随后发生分解，生成Na₂CO₃、CO₂、N₂、FeO_x和微量的NO_x。
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  螺旋藻粉生物质回收稀土元素Yb(III)：吸附等温线、动力学和热力学

  舒 庆,廖春发,邹文强,许宝泉,谭育慧

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1127-1139.

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  研究以螺旋藻粉作为吸附剂从废水溶液中回收Yb(III)的吸附特性和机理。利用SEM和XPS对吸附剂的表面结构以及元素价态进行分析,探究螺旋藻粉对Yb(III)的吸附机理；通过吸附等温线、动力学和热力学模型分析螺旋藻粉对Yb(III)的吸附特性。Langmuir模型表明，当温度为318 K时，螺旋藻粉对Yb(III)的最大吸附量为72.46 mg/g。动力学实验结果表明，拟二级动力学模型能较好地模拟螺旋藻粉对Yb(III)的吸附过程，化学吸附为螺旋藻粉吸附Yb(III)的控速步骤。吸附-脱附循环实验结果表明，螺旋藻粉具有良好的稳定性和重复使用性，是一种高效且经济的Yb(III)回收材料。
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  含PbO的尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑体系在353 K下电化学提取铅

  何文才,刘风国,钟熊伟,杨山,石忠宁

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1140-1150.

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  为了能在室温下从氧化铅中电化学提取铅，合成一种新的电解质尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑(urea- [EMIM]F)以溶解氧化铅，并研究铅在此电解质中的电化学行为。电化学提取前，研究该电解质的密度、黏度和电导率。采用循环伏安法、计时电流法和恒电位电解技术研究铅在尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑中的电化学行为。结果表明：采用该电解质可在室温下从氧化铅中电化学提取铅；铅的还原遵循一步两电子的准可逆过程和三维(3D)连续成核模型；随着温度的升高，铅还原的起始电位逐渐向阳极移动；在353 K下Pb(II)的扩散系数为6.88×10^-10 cm²/s；对尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑体系进行恒电位电沉积后，获得球状铅颗粒。
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  (LiF-CaF₂)_eut-xLnF₃ (Ln=Sm, Gd)熔盐超快冷凝固样的衍射和荧光分析

  MiroslavBO？A,JarmilaMLYNáRIKOVá,IvetaMACKOVá,Du？anJANI？KOVI？,AdrianaCZíMEROVá,石忠宁

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1151-1164.

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  (LiF-CaF₂)_eut-xSmF₃(-xGdF₃) (x=0.03~0.50)熔盐通过自然冷却和快速冷却处理后得到褶状和球状两种形貌。通过X射线衍射、吸收光谱和荧光光谱分析发现，LiF可以稳定晶胞结构；而LnF₃含量直接影响其相结构和晶态。(LiF-CaF₂)_eut-xSmF₃(-xGdF₃)体系的光致发光性能受LnF₃含量影响，当SmF₃含量为0.03时，Sm³⁺的发射带强度最大。无论采用哪种冷却方式，样品形貌会影响其光学属性，机械研磨后样品的荧光性能和发光强度增大。研究表明，荧光光谱是一种可用于检测或验证谱带显著分裂后可降低局部对称性的光谱技术。
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  复杂铅铋精矿氧化熔池熔炼过程的热力学模拟

  陈霖,陈鹏,张杜超,刘伟锋,杨天足,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1165-1174.

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  采用热力学平衡模拟方法研究复杂铅铋精矿富氧熔池熔炼过程中的元素分配行为，分析氧料比(OFR)和硫分压(p_SO2)对Bi、Pb、As、Sb、Cu和Ag分配行为的影响，并对比模拟计算结果与工业数据。结果表明，该过程中OFR在6.3~6.8 kmol/t之间有利于最大化Bi、Pb、Cu和Ag在金属相中的分配，进一步增加OFR将导致金属相分配率下降和渣液化温度提高。此外，高p_SO2将导致Bi和Pb以硫化物形式大量分配至烟尘相，这表明低p_SO2有利于降低过程烟尘率。
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  晶体相场法模拟晶界预熔区液相熔池的演化

  田晓林,赵宇宏,彭敦维,郭庆伟,郭 震,侯 华

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(4): 1175-1188.

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  预熔是指晶体在低于熔点温度时，晶界处预先出现类似液体而块体仍为晶体状的现象。采用晶体相场法研究原子密度对晶界预熔的影响。结果表明：晶界处液相熔池的早期演化主要涉及4个形态特征：固-固状态→小液滴状态→较大的液相熔池→均质熔融层。通过对比不同平均原子密度下的微观结构和能量变化，表明平均原子密度对液相池的形态特征敏感。二维与三维模拟结果表明，平均原子密度的降低能抑制刃型位错聚集区域中原子的结晶相特征，这有助于液相熔池的形成。从热力学的角度验证平均原子密度与液相熔池宽度之间的关系，在一定程度上为后续施加高温应变提供前提条件。