2021年, 第31卷, 第5期　刊出日期：2021-05-25

  

• 全选
  |

Materials Science and Engineering
• Select
  显微组织对AA2050-T84铝锂合金拉伸性能的影响

  陆丁丁,李劲风,宁红,马鹏程,陈永来,张绪虎,张恺,李建梅,张瑞丰

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1189-1204.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  从显微角度研究80 mm厚(t)2050铝锂合金板材在150 °C时效后显微组织对其拉伸性能的影响。采用扫描电子显微镜、光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对合金表层(t/6)、中间层(t/3)和中心层(t/2)进行观察。结果表明，合金晶界第二相、析出相和织构随厚度位置的变化而出现差异。在欠时效到峰时效过程中，该合金沿轧制方向的析出相强化效果高于沿垂直轧制方向，但对合金各向异性影响不显著。β织构导致的较高泰勒因子值以及晶间第二相是合金在t/2层沿轧制方向获得最高强度的主要原因。合金沿垂直轧制方向的泰勒因子值差别较小，这导致合金在不同厚度层有相同抗拉强度。
• Select
  采用原位热机械处理技术避免时效强化合金的晶界析出和强韧损失

  赵永好

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1205-1216.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了避免时效强化合金的晶界析出对断裂伸长率造成致命损失，提出一种原位热机械处理技术新方案。对7075Al合金在 250 °C下进行8道次等径角挤压变形，在制备超细晶基体的同时，将高密度纳米析出相引入晶粒内部，从而避免晶界析出。拉伸实验结果表明，该超细晶7075Al合金具有优异的力学性能(屈服强度350 MPa、抗拉强度500 MPa、均匀伸长率18%和断裂伸长率19%)，而相应的超细晶1050Al合金仅具有170 MPa的屈服强度、180 MPa的抗拉强度、2.5%的均匀伸长率和7%的断裂伸长率。断口分析结果表明，超细晶7075Al和1050Al合金颈缩区的高密度微观剪切变形带由晶界集体滑动所致；超细晶7075Al合金中纳米析出相的引入能减弱剪切断裂的趋势，从而使塑性变形更加均匀，拉伸塑性提高。与变形处理后的时效退火不同，在原位热机械处理过程中超细晶晶界的动态形成晚于晶内纳米析出，从而避免晶界析出。
• Select
  Al-Li-S4合金多相析出和多阶段蠕变时效行为的统一本构模型

  李贺,湛利华,黄明辉,赵兴,周畅,胡立彬,胡正根,刘德博

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1217-1234.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出统一的本构模型，以预测最近观察到的Al-Li-S4合金的“多阶段”蠕变行为。通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)，详细表征蠕变时效过程中与合金的屈服强度和蠕变变形相关的微观结构变量，包括位错和多种析出相。对于合金的屈服强度，该模型基于强化机制考虑多相强化行为，包括可剪切的T₁析出相强化，不可剪切的T₁析出相强化和θ′ 析出相强化。基于蠕变变形机理，通过将相互作用的微观结构变量(包括多种析出相的半径，位错密度和溶质浓度)引入蠕变应力应变模型，可以预测合金的“多阶段”蠕变行为。结果表明，模型的计算结果与实验数据吻合良好，验证该模型的有效性。
• Select
  原位TiB₂颗粒增强7075铝基复合材料的热压缩变形行为和显微组织演变

  王 涵,章海明,崔振山,陈 哲,陈 东

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1235-1248.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用等温热压缩实验研究不同变形条件下(变形温度300~450 °C、应变速率0.001~1 s^-1) 原位TiB₂颗粒增强7075铝基复合材料的热成形行为、损伤机制和显微组织演变。结果表明，复合材料在低温和高应变速率下的主要损伤机制是颗粒断裂和界面脱粘，而在高温和低应变速率下主要是基体的韧窝断裂。此外，复合材料在高温、低应变速率变形条件下(变形温度450 °C、应变速率0.001 s^-1)出现完全动态再结晶，从而提高复合材料的热成形性。热压缩后原位TiB₂/7075Al复合材料的晶粒尺寸明显小于7075Al和非原位7075Al复合材料。根据流动应力实验曲线，建立原位TiB₂/7075Al复合材料包含流变应力、真应变、应变速率和温度的本构方程。基于动态材料模型(DMM)和改进的动态材料模型(MDMM)建立加工图，分析复合材料的流变失稳区和优化复合材料的热变形工艺参数。复合材料的最佳变形条件为变形温度425~450 °C、应变速率0.001~0.01 s^-1，在该变形条件下复合材料的晶粒得到细化，且不发生颗粒断裂和界面脱粘。
• Select
  二硼化钛对Al2024-TiB₂非原位复合材料摩擦磨损性能的影响

  Dipankar DEY, Abhijit BHOWMIK, Ajay BISWAS

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1249-1261.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  用搅拌铸造法制备不同质量分数二硼化钛(TiB₂)颗粒增强的铝基复合材料，并研究其摩擦磨损性能。采用销-盘式摩擦试验机对Al2024-TiB₂复合材料进行干滑动磨损试验。为了研究摩擦学参数对复合材料的影响，对载荷、滑动距离和滑动速度等参数进行调整。显微组织表征结果表明，TiB₂颗粒分散均匀并与基体有良好的结合。实验结果表明，与Al2024合金相比，复合材料的摩擦磨损率更低，而Al2024合金和复合材料的磨损率均随载荷、滑动速度和滑动距离的增加而增加。然而，Al2024合金和复合材料的摩擦因数均随载荷的增大而减小，而随滑动速度和滑动距离的增大而增大。对磨损表面和磨屑的扫描电镜研究表明，耐磨性的提高归因于细小磨屑的形成。
• Select
  多道次搅拌摩擦加工改善传统铸造Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金的摩擦学性能

  Z. NOURI, R. TAGHIABADI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1262-1275.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究多道次搅拌摩擦加工(FSP)对传统铸造Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si (FVS0812)合金摩擦学性能的影响。分别在0.25、0.50、和0.75 MPa的载荷下，于室温下进行销-盘式干滑动磨损实验。结果表明，FSP大幅细化合金显微组织中粗大的θ-Al₁₃Fe₄ 片状晶和α-Al₁₂(Fe,V)₃Si金属间化合物，改善其分布，并消除金属间化合物相关的缺陷，从而提高合金的力学性能，特别是其延展性，进而提高在其磨损表面形成的摩擦保护层的稳定性。磨损实验结果表明，经FSP的复合材料其摩擦学性能得到改善，尤其是在较高的外加载荷下。例如，当载荷为0.75 MPa时，与铸态样品相比，经四道次FSP的样品其磨损率和平均摩擦因数分别降低97%和52%。磨损表面和磨屑的扫描电镜分析表明，铸态样品的磨损机制为摩擦层严重的剥层/磨粒磨损和微裂纹，FSP态样品的磨损机制为轻度的剥层/磨粒磨损和轻微的塑性磨损。
• Select
  含LPSO相和W相Mg-Zn-Y-Zr合金铸造、力学和腐蚀性能的比较

  V. E. BAZHENOV, S. S. SAIDOV, Yu. V. TSELOVALNIK, O. O. VOROPAEVA, I. V. PLISETSKAYA, A. A. TOKAR, A. I. BAZLOV, V. A. BAUTIN, A. A. KOMISSAROV, A. V. KOLTYGIN, V. D. BELOV

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1276-1290.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了开发新型铸造镁合金，研究含长周期堆垛相(LPSO)和W共晶相的Mg-Zn-Y-Zr合金。硬度和电导率测试结果表明，T6 热处理的温度是合适的。与含W相的合金相比，含LPSO相合金的热裂敏感性更低，这与合金的凝固区间有关。然而，两者具有相同的流动性。在T6条件下，增加Y含量可以提高合金的屈服强度，但合金的其他拉伸性能基本相同。与含W相的合金相比，含LPSO相的合金具有更优的耐腐蚀性。含LPSO相的Mg-2.5Zn-3.7Y-0.3Zr(质量分数，%)合金具有良好的铸造性能和力学性能，其腐蚀速率为2 mm/year。
• Select
  不同尺寸Mg-Gd-Y-Zn-Ag镁合金零件冷却后的腐蚀行为

  许诗源,刘楚明,万迎春,曾 广,高永浩,蒋树农

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1291-1302.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究不同尺寸的Mg-6Gd-3Y-1Zn-0.3Ag (质量分数，%)镁合金零件冷却后的腐蚀行为。小型零件冷却较快，其显微组织由镁基体和粗大的长周期堆垛有序结构(LPSO)相组成。大型零件冷却较慢，其显微组织除镁基体和粗大的LPSO相外，晶粒内部有薄片状LPSO相析出。析氢测试结果表明，大型零件的腐蚀速度高于小型零件。交流阻抗测试显示这是由于大型零件上的表面膜的保护能力较差。通过观察腐蚀后形貌发现，大型零件样品中晶粒内析出的LPSO相诱发更加严重的微区电偶腐蚀，加速样品表面保护膜的破坏。
• Select
  新型强塑性变形—静液循环挤压压缩加工AZ91镁合金及其表征

  Armin SIAHSARANI, Ghader FARAJI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1303-1321.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过静液循环挤压压缩(HCEC)强塑性变形法加工具有较大高径比的密排六方金属棒，并研究其性能。对AZ91镁合金进行两个连续循环加工，研究其显微组织演化、力学性能和腐蚀行为。结果表明，HCEC加工可成功制备超细晶镁合金长棒材，且可同时提高其强度和韧性。经二次循环加工后，样品的抗拉强度和伸长率分别为铸态样品的2.46倍和3.8倍，显微硬度分布更加均匀，其平均值增加了116%。对于加工后的样品，从极化曲线得到的电位较高，电流较低，从Nyquist 曲线得到的电容弧直径更大。有限元分析表明，与传统的循环挤压压缩相比，HCEC 载荷与长度无关。HCEC是一种特殊的强塑性变形方法，可以制备兼具良好力学性能和耐腐蚀性能的超细晶镁合金长棒材。
• Select
  预轧制路径对ZK60镁合金力学性能的影响

  宋波,杜治文,杨青山,郭宁,郭胜锋,于金程,辛仁龙

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1322-1338.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用低轧制压下量的预冷轧(<3%)来改善轧制ZK60板的力学性能。详细研究轧制路径对力学性能的影响。沿横向的预冷轧和沿法向的预冷轧均可提高屈服强度。但是，在改善综合力学性能方面，沿横向预冷轧比沿法向预冷轧更为有效。预冷轧3%的压下量后，沿横向轧制的样品和沿法向轧制的样品具有相近的拉伸屈服强度（？270 MPa）。但是，前者比后者具有更高的压缩屈服强度、更低的屈服不对称性和更好的韧性。此外，预冷轧还可以增强沉淀硬化效果。但是，时效处理不能进一步提高预冷轧样品的屈服强度。最后，讨论相关的机理。
• Select
  Ti-6Al-4V/Ti-22Al-25Nb扩散连接接头的显微组织和力学性能

  林鹏,席先铮,赵文凯,杨蕊红,林飞,崔晓磊,刘钢

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1339-1349.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在950 °C、15 MPa和100 min条件下对Ti-6Al-4V (质量分数，%)和Ti-22Al-25Nb (摩尔分数，%)合金进行扩散连接，并对接头的显微组织和力学性能进行研究。扩散层由B2相层、α/α₂相层和项链状的β+α''''相层组成。扩散层某一点的成分取决于该点到界面的距离和该点所处的相的类型。接头的抗拉强度为894 MPa，和Ti-22Al-25Nb基体的强度相当。接头断面由两类区域组成：一类区域为相对较平的断面，沿界面发生断裂；另一类为Ti-6Al-4V端形状不规则的空洞和Ti-22Al-25Nb端形状不规则的凸起。这两类区域均为沿β+α''''相层和α_p相晶粒的界面断裂或为α_p相晶粒的穿晶断裂。
• Select
  Zr含量对选区激光熔化IN738LC合金裂纹形成及力学性能的影响

  胡勇,杨小康,康文江,丁雨田,许佳玉,张会莹,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1350-1362.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  选用工业用IN738LC合金粉末在相同打印工艺参数下，系统研究两批次不同Zr含量粉末(分别为0.024%和0.12%，质量分数)打印件在选区激光熔化成形过程中的裂纹密度、分布、形成机理及其对力学性能的影响。结果表明：当原始粉末中Zr含量从0.024%增加到0.12%时，裂纹密度(面积占比)在XOY面由0.15%增加到0.87%，在XOZ面由0.21%增加到1.81%；在熔池中心位置主要形成凝固裂纹，该裂纹沿外延生长的á001？取向柱晶晶界分布并扩展。样品1(0.024% Zr)的极限抗拉强度为1113 MPa，拉伸断口存在韧窝；当Zr含量增加到0.12 wt.%时(样品2)，样品2的极限抗拉强度降至610 MPa，断口存在大量原始裂纹和裸露的柱晶晶界。通过进一步优化样品2的打印工艺参数，其极限拉伸强度提高到947 MPa，增幅达到55.2%，塑性也显著增加。
• Select
  异种搅拌摩擦焊制备铜铝合金双金属纳米复合材料

  Farhad BAKHTIARI ARGESI, Ali SHAMSIPUR, Seyyed Ehsan MIRSALEHI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1363-1380.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对纯铜与AA5754合金进行对接搅拌摩擦焊接。为了降低金属间化合物的有害影响，在搅拌摩擦焊(FSW)接头中添加纳米SiC强化颗粒。采用拉伸试验、显微硬度试验、扫描电镜和X射线衍射分析方法研究焊接接头的性能。结果显示，当焊接速度为50 mm/min、转速为1000 r/min时接头的性能最好。纳米SiC颗粒的存在使搅拌区(SZ)铝和铜的晶粒尺寸分别从38.3和12.4 μm减小到12.9和 5.1 μm。含SiC 纳米增强颗粒的接头其抗拉强度约为240 MPa，是铝基体的~90%。且添加SiC 纳米颗粒使接头焊缝区的最高显微硬度从HV 160显著增加到HV 320。结果还表明，FSW 接头中生成热的升高使Al₄Cu₉ 和Al₂Cu金属间化合物的数量增加。
• Select
  含有{111}织构的纳米孪晶多晶铜在拉伸变形过程中塑性各向异性机制的分子动力学模拟

  张艳秋,江树勇

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1381-1396.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于分子动力学模拟，从主导滑移系的斯密特因子和位错机制两个方面系统研究含有{111}织构的纳米孪晶多晶铜在拉伸变形过程中的塑性各向异性机制。结果表明：主导滑移系的斯密特因子随着孪晶界倾角的改变而变化，但屈服应力或流动应力并不严格遵守斯密特定律。在拉伸变形过程中存在涉及不同位错机制的硬取向和软取向。硬取向的硬化机制在于塑性变形过程中存在位错与孪晶界之间的相互作用，从而导致位错塞积和位错反应。软取向的软化机制在于没有位错与孪晶界之间的相互作用，这是由于只有平行于孪晶界的滑移系被激活，使得位错在平行于孪晶界的晶面上运动。因此，可以推断，含有{111}织构的纳米孪晶多晶铜的塑性各向异性是由主导滑移系的斯密特因子与位错机制共同作用的结果。
• Select
  铋对SAC305-xBi/Cu焊接接头显微组织、热性能、力学性能和界面行为的影响

  SuchartCHANTARAMANEE,PhairoteSUNGKHAPHAITOON,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1397-1410.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过添加1% 和2%(质量分数)的Bi提高SAC305焊接接头的性能，并研究Bi掺杂对SAC305-xBi/Cu焊接接头显微组织、热性能和力学性能的影响。Bi掺杂通过细化初始β-Sn和共晶相改善焊接接头的显微组织。当Bi含量低于2% 时，Bi溶解到β-Sn基体中形成固溶体；而当Bi含量等于或高于2%时，β-Sn基体中形成Bi的沉淀相。β-Sn基体中的固溶强化和析出强化机制使合金的极限抗拉强度和硬度分别从35.7 MPa 和12.6 HV 提高到55.3 MPa和20.8 HV，但是伸长率从24.6%降至16.1%。含2% Bi焊接接头断口呈典型脆性断裂形貌。所有焊接接头的界面层由两个平行的IMC层组成：Cu₆Sn₅层和Cu₃Sn层。与SAC305/Cu焊接接头相比，SAC305-xBi/Cu焊接接头的界面层更薄，剪切强度更高。因此，添加少量Bi可以细化SAC305/Cu焊接接头的显微组织，降低熔点并提高其力学性能。
• Select
  大型直缝焊管三辊连续矫圆工艺

  黄学颖,赵军,于高潮,孟庆党,穆振凯,翟瑞雪,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1411-1426.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对大型直缝焊管成形后存在的椭圆度过大和截面畸变等问题，提出一种新的三辊连续矫圆工艺。该工艺可分为三个阶段：加载阶段、辊弯矫圆阶段和卸载阶段。基于离散化的思想，建立大型直缝焊管辊弯矫圆阶段的一次静不定问题的力学模型，得到矫圆过程中管材的变形响应。模拟和理论计算结果表明，管材截面沿周向存在三个正向弯曲区域和三个反向弯曲区域；各辊载荷随时间呈现增长、稳定、下降趋势；理论拟合曲线与模拟数据点之间的误差很小，仿真结果验证了理论计算的可靠性。实验结果表明，管材的残余椭圆度随压下量的增加而减小，并且转折点处的压下量是管材的最佳压下量；此外，管材的残余椭圆度小于0.7%，且无截面畸变，验证了大型直缝焊管三辊连续矫圆工艺的可行性。
• Select
  用于氧还原反应的氮掺杂空心多孔碳球封装的过渡金属氮化物的制备和性能

  李彦娟,王敏,刘飒,高京夏,杨舜,刘子豪,赖小勇,闫霄

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1427-1438.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过浸渍和热处理方法制备一系列氮掺杂空心多孔碳球(NHPCS)封装的过渡金属氮化物(M_xN_y, M=Fe, Co, Ni)纳米颗粒复合材料。此纳米复合材料兼具氮化物的高催化活性和氮掺杂多孔碳球的高效传质特性。氧气还原反应结果表明，Fe₂N/NHPCS表现出优异的催化性能，其具有较高的起始电位(0.96 V)、电子转移数(~4)和极限电流密度(为工业Pt/C的1.4倍)。此外，该材料作为锌-空气电池的空气催化剂，表现出与Pt/C相媲美的比容量(795.1 mA·h/g)、更优的耐久性和最大的功率密度(173.1 mW/cm²)。
• Select
  LiFSI电解液高温下的铝箔腐蚀机理

  李春雷,曾双威,王鹏,李昭娟,杨莉,赵东妮,王洁,刘海宁,李世友

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1439-1451.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)因其优异的性能有望取代六氟磷酸锂。利用LiFSI解决铝(Al)集流体在高温下的腐蚀问题至关重要。结合密度泛函理论计算和光谱学研究45 °C下LiFSI电解液中铝的腐蚀机理。研究发现，随着温度的升高，由Al(FSI)₃溶解形成的不规则的、疏松的、对铝箔不具保护作用的AlF₃加剧高温下铝的腐蚀。双草酸硼酸锂(LiBOB)对铝的腐蚀有较好的抑制作用。LiBOB 的加入改变铝箔和电解液之间的界面反应，使铝箔表面形成一层坚固、具有保护作用的固体界面膜，含硼化合物促进AlF₃向LiF的变化，从而进一步加强固体界面膜的牢固性。本研究为LiFSI在锂离子电池中的应用提供合理设计铝箔界面的途径。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
• Select
  风化壳淋积型稀土矿的土水特性

  郭钟群,周尖荣,周可凡,金解放,王晓军,赵奎

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1452-1464.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  风化壳淋积型稀土矿的渗透特性直接影响原地浸矿的浸出效率。土水特征曲线是研究矿体渗透特性的重要基础，与许多因素具有关联性。为了研究不同因素对矿体土水特征曲线的影响，采用压力板仪进行土水特性试验，分析干密度、粒径和溶浸对稀土矿体土水特性的影响及其作用机理。结果表明，随着干密度的减小，孔隙率增大，矿体饱和含水量增加。采用同一基质吸力时，随着粒径的增加，矿体含水率逐渐减小，矿体持水能力降低。在相同体积含水率情况下，基质吸力与粒径大小成反比。采用同一基质吸力时，溶浸后矿体含水量比溶浸前矿体含水量降低，说明溶浸使得矿体持水能力减小。
• Select
  机械活化黄铜矿的团聚-集聚及浸出性能

  赵素兴,王改荣,杨洪英,陈国宝,丘学民

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1465-1474.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究机械活化对黄铜矿粒度参数、显微组织和浸出性能的影响，并探讨活化过程中团聚和集聚的发生和转变。结果表明，研磨8 h前黄铜矿的团聚与显微组织变化互不影响；然而，研磨8 h后晶粒尺寸的降低达到极限，显微组织变化停滞，使得团聚被集聚取代。浸出实验结果表明，机械活化能显著提高黄铜矿的浸出性能，而集聚对浸出的阻碍作用远强于团聚。经4 h酸浸实验后，活化8 h的矿样获得最高铜浸出率，其值为80.13%。
• Select
  Cu²⁺-Ni²⁺-NH₃-NH₄⁺-C₂O₄^2--H₂O体系金属离子沉淀行为热力学分析

  苗泽林,湛菁,徐子伟

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1475-1483.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对反应体系Cu²⁺-Ni²⁺-NH₃-NH₄⁺-C₂O₄^2--H₂O中Cu²⁺和Ni²⁺的反应行为，根据物质守恒原理，建立热力学数学模型。模拟计算结果表明，该体系中金属离子的沉淀是一个复杂的动态平衡过程；在高pH条件下，Cu²⁺和Ni²⁺与NH₃配合分别形成[Cu(NH₃)_n]²⁺ (n=3-5)和 [Ni(NH₃)_m]²⁺ (m=3-6)的反应占主导地位。当[C₂O₄^2-]_T=0.6 mol/L时，Cu²⁺和Ni²⁺的共沉淀pH范围在[NH₃]_T为0.6 mol/L和4.2 mol/L时分别为2.0-6.5和2.0-5.5。在pH>7.0的纯水体系中，由于Cu²⁺和Ni²⁺的分步沉淀，Cu-Ni草酸复盐热分解后得到的产物为Cu-Ni复合物。改变沉淀介质为混合溶剂(水/乙醇)可最终制备具有高纯度和良好结晶度的棒状Cu-Ni合金粉末。
• Select
  磷石膏对赤泥盐碱性及团聚体稳定性的影响

  田桃,张超兰,朱锋,袁珊欣,郭颖,薛生国

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1484-1495.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过土柱实验研究磷石膏改良剂对赤泥盐碱性和团聚体稳定性的影响。结果显示：随着淋溶时间的延长，赤泥渗滤液中盐碱性离子浓度降低，而 浓度增加；与对照组相比，添加磷石膏可显著降低赤泥中pH、电导率、可交换钠百分比、钠吸收比和交换态Na⁺含量；对照组和磷石膏改良赤泥团聚体的平均颗粒尺寸分别为155和193 nm。同时，同步辐射微CT扫描结果也证明经磷石膏改良的赤泥获得更大的团聚体尺寸和孔径。以上结果表明，磷石膏改良可以显著调控赤泥的盐碱性，同时改善赤泥团聚体的稳定性，为赤泥堆场的修复提供一种经济有效的途径。
• Select
  铟在氯化物熔盐中的氧化还原行为

  徐亮,熊延杭,孟金伟,王家保,华中胜,田勇攀,尤静林,赵卓,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1496-1505.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用循环伏安、计时电位等电化学分析测试手段对450 °C下LiCl-KCl共融盐中In(III)在惰性钼电 极上的电化学行为进行系统研究。结果表明：In(III)在熔盐中的还原是一个两步过程，电极反应In(III)/In(I)和 In(I)/In分别发生在-0.4 V和-0.8 V (vs Ag/AgCl)。结合还原过程电子转移数的理论计算以及恒电位沉积产物 的表征进一步证明In(III)在熔盐中的两步还原机制。此外，根据循环伏安和计时电位测试结果计算铟离子在 450 °C下LiCl-KCl共融盐中的扩散系数。采用两种方法得到的数据吻合良好，结果为D_In(III)=1.8×10^-5 cm²/s和D_In(I)=1.4×10^-4 cm²/s。
• Select
  铜闪速炉内颗粒受热过程的数学建模与数值优化

  高东波,彭小奇,宋彦坡,祝振宇,戴扬

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1506-1517.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究闪速炉冶炼颗粒着火延迟问题，建立反应塔内颗粒受热过程的数学模型，并进行计算。结果表明，在塔高0.6 m范围内，辐射换热对于颗粒的加热过程影响较大，而在反应塔0.6 m以下区域，对流换热占主导作用。鉴于强化对流换热过程对提高颗粒加热速度进而提高着火高度更有效，因此，建议采用高速热氧射流技术代替闪速炉内的天然气，使得颗粒周围的气相产生横向扰动，从而提高气-粒两相间的滑移速度和对流换热系数。同时，开展高速热氧射流和常规天然气燃烧工况下的数值模拟。结果表明，采用高速热氧射流技术能够提高颗粒的升温速度，进而使颗粒更快着火，特别是在塔径R=0.3~0.6 m范围内。这说明，在相同的操作条件下，采用高速热氧射流技术可以进一步提升熔炼效率。
• Select
  同时考虑界面非等温特性和对流影响的二元合金自由枝晶生长模型

  刘书诚,刘礼华,李述,王金忠

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(5): 1518-1528.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在同时考虑界面非等温性质以及强制对流影响的情况下，提出二元合金的扩展自由枝晶生长模型。模型对比表明：由于溶质扩散系数通常比热扩散系数小3个数量级，当低过冷时，对流对溶质扩散的影响比其对热扩散的影响更强烈。当高过冷时，对流对枝晶生长的影响很小。此外，本模型能够对现有Cu₇₀Ni₃₀合金实验数据给出一致的描述，特别是在低过冷时。这得益于当前模型获得了比忽略对流影响的模型更快的界面迁移速率。