2021年, 第31卷, 第6期　刊出日期：2021-06-25

  

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Materials Science and Engineering
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  定向凝固Al-6%Cu-5%Ni合金的显微组织特征和力学、电化学行为

  AdilsonVitorRODRIGUES,ThiagoSoaresLIMA,TalitaAlmeidaVIDA,CrystopherBRITO,AmauriGARCIA,NoéCHEUNG

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1529-1549.

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  在Al-6%Cu 合金中添加 5.0% Ni(质量分数)，研究其对合金凝固时的冷却速率 和生长速率(V_L)，显微组织中枝晶长度、金属间化合物(IMCs)的形貌和分布，以及最终性能的影响。研究在大冷却速率范围内制备的定向凝固Al-6%Cu-5.0%Ni合金铸锭沿长度方向的耐腐蚀性和拉伸性能。推导出一次枝晶间距(λ₁)和二次枝晶间距(λ₂)随 和V_L的演变规律。采用Hall-Petch公式计算沿铸件长度方向的断后伸长率(δ)和极限抗拉强度(σ_U)与λ₁^-1/2的关系。在合金成分中添加Ni的强化效果优于细化枝晶组织的强化效果。在较高 下凝固的样品中形成细小的IMCs，且均匀分布在枝晶间，这种典型的显微组织使样品具有最高的耐腐蚀性。
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  高分数GNFs/6061Al基复合材料的放电等离子体烧结制备及其显微组织与性能

  常浩,孙健,陈国宏,汪冰,杨磊,张建华,汤文明,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1550-1560.

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  采用放电等离子体烧结(SPS)工艺在610？°C制备30%~50%(质量分数)纳米石墨片(GNF)/6061Al基复 合材料，研究烧结压力及GNF含量对复合材料显微组织和力学、热学性能的影响。结果表明，SPS有效抑制 GNFs/6061Al基复合材料中Al₄C₃等界面反应产物的生成。随着GNF含量的增加，GNFs团聚程度增加，取向分布程度降低，复合材料致密度、抗弯强度及热膨胀系数(CTE)下降，X-Y方向热导率(TC)增大。提高烧结压力，有助于降低GNFs团聚程度，GNFs沿X-Y方向择优分布越明显，复合材料致密度、抗弯强度及TC增大，CTE下降。在610 °C、55？MPa下烧结的50%GNFs/6061Al基复合材料的性能最佳，抗弯强度为72？MPa，TC及CTE分别为254 W/(m·K)和8.5×10^-6 K^-1 (室温~100 °C，X-Y方向)，以及55？W/(m·K)和9.7×10^-6 K^-1 (Z方向)。
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  挤压速度对双坯料连续挤压6063铝合金焊合性能的影响

  赵 颖,裴久杨,郭丽丽,运新兵,马怀超

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1561-1571.

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  在双坯料连续挤压过程中，由于两根坯料汇合而形成挤压焊缝。通过显微组织观察、拉伸试验、扫描电镜研究挤压轮转速对6063铝合金焊缝显微组织形貌和性能的影响，并通过有限元仿真分析焊合参数。结果表明，在连续挤压过程中，坯料外表面的氧化物对金属焊合有显著影响，随着挤压速度的增加，等效应变速率明显增加，造成焊合面上的氧化物的破碎程度增加。提高挤压速度所引起的高温加速焊合界面形成冶金结合，部分焊合线逐渐消失，焊合界面上未达到冶金结合的焊缝所占比例逐渐降低。随着挤压速度的增加，焊缝试样的抗拉强度和伸长率均增大。
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  Ca含量和流变挤压铸造工艺参数对AZ91-1Ce-xCa合金显微组织和力学性能的影响

  肖 然,刘文才,吴国华,张 亮,刘保良,丁文江

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1572-1586.

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  首先，研究不同Ca含量AZ91-1Ce合金的显微组织、力学性能和阻燃性能，优化出最佳Ca含量。然后，系统研究流变挤压铸造工艺参数(包括压力和转速)对AZ91-1Ce-2Ca合金显微组织和力学性能的影响。结果表 明，随着Ca含量的增加，AZ91-1Ce-xCa合金的显微组织细化，阻燃性能提高。但当Ca含量超过1%(质量分数)时，随着Ca含量的增加，AZ91-1Ce-xCa合金的力学性能迅速降低。在流变挤压铸造工艺中，压力和转速增加使AZ91-1Ce-2Ca合金的组织明显细化，气孔率降低，力学性能提高。与常规铸造相比，添加2%Ca(质量分数)的AZ91-1Ce合金经流变挤压铸造成形后，不仅保证合金的抗氧化性(801 °C)，而且提高其力学性能。
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  超高压下凝固Mg-Zn-Cu-Zr-Ca合金的组织细化与强化机制

  林小娉,阔洋,王林,叶杰,张冲,王丽,郭坤宇

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1587-1598.

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  在2~6 GPa下对Mg-Zn-Cu-Zr-Ca合金进行凝固。利用SEM和EBSD等分析手段研究高压凝固过程中Ca的分布及对合金凝固组织的影响，并采用压缩试验研究合金的力学性能。结果表明，与常规铸造合金中Ca多偏聚在枝晶间不同，高压凝固合金中Ca多固溶于基体中以及形成Mg₂Ca质点相。Mg₂Ca质点相为α-Mg晶体强有效的异质晶核，极大增加高压凝固过程总晶核数目并细化凝固组织，6 GPa下合金晶粒尺寸细化至22 μm。由于枝晶间无Ca偏聚，更多的Zn固溶到基体中，导致晶间第二相由Zn/Mg比较高的MgZn相(常压)逐渐转变为Zn/Mg比较低的Mg₇Zn₃相，并且晶间第二相体积分数增加至22%。细晶强化、固溶强化以及弥散强化使6 GPa凝固的Mg-Zn-Cu-Zr-Ca合金强度高达520 MPa。
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  等径角挤压对AZ80M合金在半固态等温加热过程中液相分布的影响

  范玲玲,周明扬,郭阳阳,张钰雯茜,权高峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1599-1611.

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  将经过等径角挤压(ECAP)和未经ECAP的AZ80-0.2Y-0.15Ca(质量分数，%)(AZ80M)合金试样进行半固态等温加热处理，得到两种半固态坯料。对两种坯料的在半固态等温加热处理前后的显微组织进行比较和分析。研究结果表明，在半固态等温加热处理中，经过3道次ECAP(3P)后的试样与初始挤压态试样的液相分布明显不同。半固态处理后的3P试样具有更均匀的液相分布，这是因为其半固态系统中具有更小的二面角。另外，初始挤压态试样和3P试样的固相晶粒粗化过程分别由合并机制和奥斯瓦尔德熟化机制主导。这两种材料在半固态过程中显示出的不同粗化机制主要与大角晶界的占比有关，随着半固态过程的进行，不同的粗化机制会进一步影响液池的演变行为。
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  Mg-Ca合金表面的原位层状双氢氧化物：Ca在镁合金中的作用

  夏雨,吴量,姚文辉,郝蒙,陈晶,张诚,吴涛,谢治辉,宋江凤,蒋斌,麻彦龙,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1612-1627.

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  采用原位生长法在铸态Mg-xCa (x=0.5，0.8，2.0，质量分数，%)合金上制备Mg-Al双层氢氧化物(LDHs)。与镁基体相比，该合金具有良好的耐蚀性能。研究第二相(Mg₂Ca)对LDHs的影响机理。随着Ca含量的增加，Mg₂Ca的数量增加，导致Mg-xCa合金的晶粒尺寸减小，腐蚀速率降低。第二相数量的增加和晶粒细化促进LDHs的生长，从而降低Mg-xCa合金的腐蚀速率。同时，较高的Mg₂Ca数量使LDHs变得蓬松。由于第二相(Mg₂Ca)对LDHs的双重影响，LDHs/Mg-0.8Ca的腐蚀速率最低。
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  Ti-8Al-1Mo-1V合金等轴α相的静态粗化行为

  石晓辉,曹祖涵,范智渊,JürgenECKERT,乔珺威

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1628-1640.

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  为深入了解Ti-8Al-1Mo-1V钛合金等轴α相在退火过程中的演变行为，基于粗化指数n及α界面迁移激活能的计算对其静态粗化机制进行研究。n=6的结果表明，等轴α相具有特殊的粗化机制。计算得到的α界面迁移激活能为138 kJ/mol，接近纯钛的晶粒长大激活能。这表明等轴α的粗化主要是由钛原子穿越α/α界面的自扩散导致。基于研究结果，建立等轴α相在α+β相区的静态粗化动力学模型。最后，分析等轴α相粗化行为对拉伸性能的影响。
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  近α型Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金帽形试样在高应变速率下的剪切局部化行为

  杜予晅,杨新亮,李祖树,郝芳,毛友川,李少强,刘向宏,冯勇,严志明

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1641-1655.

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  采用Hopkinson冲击实验装置(SHPB)研究近α型Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金帽形试样剪切局部化的组织特征，通过背散射电子衍射技术(EBSD)揭示帽形试样的组织演变及剪切变形机制。结果表明，绝热剪切带的形核与扩展受几何因素及组织因素的影响。变形影响区中的位错增值、组织细化和温升提供基本的组织条件。除位错滑移外，在剪切区中还发现了大量的拉伸孪生，孪晶界大大加速了组织细化过程。三明治结构对绝热剪切带最终形态有很大影响，在动态变形过程中，这种结构会形成更宽、更稳定的绝热剪切带。但是，很宽的三明治结构也可能成为利于裂纹形核的位置。
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  Ti/Al/Mg/Al/Ti层合板变形行为及断裂形式的原位研究

  聂慧慧,郑留伟,康小平,郝欣为,李线绒,梁伟,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1656-1664.

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  为阐明Ti/Al/Mg/Al/Ti层合板的变形行为及断裂形式，对轧制态和退火态的层合板进行原位弯曲和拉伸试验，研究组元板和金属间化合物的裂纹萌生和扩展情况。结果表明：无论Al/Mg界面有无金属间化合物，Al/Mg界面分层都是最先出现的断裂形式，因此Al/Mg界面结合强度决定层合板的力学性能。在退火态层合板中，金属间化合物中多种多样且无规律的裂纹导致Al/Mg界面分层，有助于释放应力。在变形后期，各组元板开始出现颈缩和断裂，依次为Al层、Mg层和Ti层。在轧制态和退火态层合板中，在剪切应力作用下，Mg层裂纹扩展方向与拉伸方向的夹角均为45°左右，裂纹合并最终导致Mg层完全断裂。
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  基于SCA与BPANN模型的近β Ti-55511合金热压缩流变行为对比

  史双喜,刘秀生,张晓泳,周科朝

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1665-1679.

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  通过热压缩实验研究Ti-55511合金在变形温度973~1123 K、应变速率0.01~10 s^-1条件下的流变行为。采用应变补偿Arrhenius (SCA)和反向传播人工神经网络(BPANN)方法对该热变形过程本构关系进行建模，并通过统计分析和交叉验证对模型进行评估。将两种模型扩展的应力、应变数据植入有限元，仿真热压缩实验过程。结果表明：流变应力对温度和应变速率敏感，随应变速率的增加或温度的降低而增加。尽管5次多项式拟合的SCA模型和12个神经元的BPANN模型均能描述合金流变行为，但BPANN拟合精度高于SCA。16次交叉验证测试也证实BPANN模型具有较高的预测精度。两种模型应用于仿真均有效可行，但BPANN模型在仿真精度上有较大优势。
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  Zr-Cu-Ni-Al非晶钎料钎焊TiAl合金/316L不锈钢接头的界面特征

  董红刚,张润泽,夏月庆,郝晓虎,李 鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1680-1688.

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  采用Zr-50.0Cu-7.1Ni-7.1Al (摩尔分数，%)非晶钎料钎焊TiAl合金/316L不锈钢，并针对钎焊时间和温度对接头界面显微组织与剪切强度的影响进行研究。钎缝由两个扩散层和一个中间的残留钎料层组成。TiAl合金/316L不锈钢钎焊接头的典型结构为：TiAl合金母材/α₂-(Ti₃Al)/AlCuTi/残留钎料层/Cu₉Zr₁₁+Fe₂₃Zr₆/Laves-Fe₂Zr/ α-(Fe,Cr)/316L不锈钢母材，在残留钎料层和α-(Fe,Cr)层之间存在不连续的脆性Fe₂Zr Laves相。钎焊参数为1020 °C、10 min时接头剪切强度达到最大值129 MPa。α₂-(Ti₃Al)相和α-(Fe,Cr)相的生长激活能分别为-195.769和-112.420 kJ/mol，其扩散常数分别为3.639×10^-6和7.502×10^-10 μm²/s。断口分析结果显示，裂纹在Fe₂Zr层中萌生，然后向残留钎料层扩展，断口呈现脆性断裂特征且在断口表面检测到Fe₂Zr Laves相。
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  挤压比对静液挤压纯铌管硬度、显微组织和晶粒织构各向异性的影响

  JongbeomLEE,HagukJEONG,SangyongPARK,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1689-1699.

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  在室温下采用静液挤压法制备挤压比为3.1和6.1的铌管，利用电子背散射衍射(EBSD)研究铌管的显微组织、织构和维氏硬度变化。静液挤压后，小角度晶界(LABs)分数随平均晶粒尺寸的急剧减小而大幅降低，且与挤压比不成正比，可能是因为形成LABs的混合非对称晶界在高挤压比下由于外部应力(>981 MPa)和因发热产生的热活化而分解。尽管在低挤压比下的á111？环状纤维织构和在高挤压比下的á100？纤维织构显微组织的织构梯度不同，晶粒尺寸与维氏硬度之间的关系仍遵循Hall-Petch公式。根据EBSD数据，在不同挤压比下{110}á111？和{112}á111？含量存在差异，因此，Nb管所受静液压力的增加促进织构的演变。
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  Au-Sn共晶多层材料的热变形行为及组织演化

  毛勇,祝丹丽,何俊杰,邓超,孙莹洁,薛广杰,余恒飞,王琛,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1700-1716.

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  研究多层组织Au-20Sn共晶合金在热压缩过程中的变形行为及组织演变。结果表明，合金层状组织在热变形中发生塑性失稳，球化行为会在失稳区域启动并逐步在层片团内蔓延。组织球化优先发生于层片生长方向与压缩方向平行的层片团内部，其球化机制为AuSn/Au₅Sn层片内部位错演化牵动的不连续动态再结晶。球化完成后，两等轴相内部的应变积累能力均弱化，变形机制由位错滑移转变为晶界滑动和迁移。基于上述研究，设计Au-20Sn铸态合金的热轧成形实验，并成功制备出厚度为~50 μm的箔材。本研究不仅能促进Au-20Sn箔材钎料的发展应用，也将为多层组织合金的变形及组织演变提供理论参考。
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  用甲酸铜预制块在空气中模压烧结形成全致密黏结层

  Yun-Ju LEE, Jong-Hyun LEE

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1717-1728.

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  使用由甲酸铜颗粒组成的预制块，在250~350 °C于空气中用压力辅助烧结法制备耐高温的黏结层。烧结过程中，甲酸铜在210 °C发生热解，同时生成H₂ 和CO，且去除铜块体表面的天然氧化物和其他生成的氧化物，形成界面结合。而且，原位还原Cu(II)生成的Cu加速烧结连接。在300~350 °C和5 MPa压力下烧结180~300 s后得到的黏结层具有足够的剪切强度：20.0~31.5 MPa。此外，在250 °C条件下，当压力增加到10 MPa时，在极短的时间(30 s)内，剪切强度达到21.9 MPa, 300 s后形成接近全致密的黏结层。因此，甲酸铜颗粒预制块在高速烧结连接中具有广阔的应用前景。
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  累积叠轧焊多层铜基复合材料的强度预测

  P. SEIFOLLAHZADEH, Morteza ALIZADEH, M. R. ABBASI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1729-1739.

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  评价用累积叠轧焊(ARB)制备纳米结构Cu/Al/Ag多层复合材料的可行性，分析该复合材料的拉伸性能和电导率。利用强化机制和从X射线衍射获取的结构参数建立理论模型预测复合材料的抗拉强度。结果表明，随着ARB的进行，实验和计算得到的抗拉强度均有所提高，在第5个ARB循环时达到最大值，分别为450 MPa和 510 MPa。在初始ARB循环后，电导率略有下降；随着ARB循环次数的继续增加，电导率的下降幅度增大。总之，用 ARB制备这类多层纳米复合材料具有优势，所建立的模型可准确预测材料的抗拉强度。
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  Co-Al-Re三元系在1100 °C和1300 °C等温截面的相平衡

  李玲玲,张锦彬,陈悦超,杨水源,王翠萍,刘兴军,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1740-1747.

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  利用电子探针成分分析(EPMA)和X射线衍射分析(XRD)建立Co-Al-Re三元系的1100 °C和1300 °C等温截面相图。实验结果表明：在1100 °C等温截面相图中存在7个三相区，而1300 °C等温截面相图中存在5个三相区；随着温度从1100 °C上升到1300 °C，αCo、εRe和CoAl的固溶度略微增加；Co在AlRe₂、Al₁₁Re₄和Al₄Re相中的固溶度极小，<1.5%(摩尔分数)；等温截面相图中均未发现三元化合物。
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  La-Fe-B三元合金体系的垂直截面相图

  韦奇,卢照,姚青荣,邓建秋,王江,周怀营,饶光辉

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1748-1757.

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  采用电子探针显微分析和差热分析研究La-Fe-B体系的垂直截面。根据铸态合金和平衡合金的显微组织和相组成及其热流-温度曲线，绘制3个垂直截面相图：La_xFe₈₂B_y(x+y=18)、La_xFe₇₀B_y(x+y=30)和La_xFe₅₃B_y(x+y=47) (x和y分别为La和B的质量分数，%)。此外，根据相图，化合物La₂Fe₁₄B被确定为高温稳定相。该化合物在926.2~792.6 °C范围内稳定存在，低温下分解为α-La、α-Fe和LaFe₄B₄，其反应方式为La₂Fe₁₄B→α-Fe+α-La+ LaFe₄B₄。
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  金属玻璃中取决于加载速率的非均匀蠕变行为

  吴宏,徐峰,任俊业,兰小东,殷勇,梁陆新,宋旼,刘咏,李甲,李清湘,黄卫东

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1758-1765.

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  大块金属玻璃中的蠕变变形可分为均匀流动和非均匀流动。为了理解两种蠕变变形的转化条件，使用纳米压痕试验和分子动力学模拟研究加载速率对Ti₄₀Zr₁₀Cu₄₇Sn₃ (摩尔分数，%)大块金属玻璃室温蠕变行为的影响。结果发现，在低加载速率下，加载阶段出现很多的锯齿流动，导致蠕变阶段出现非均匀的锯齿流动；而当加载速率足够高时，蠕变变形趋向于均匀流动。详细讨论与速率相关的蠕变行为的相关机制，发现关键因素是预先存在的主要剪切带的数量，该数量受加载速率的影响较大。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  基于镐形截齿侵入破岩试验的岩石可切割性分析与预测

  王少锋,唐宇,李夕兵,杜坤,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1766-1783.

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  为了研究围压条件和岩石强度参数对岩石可切割性的影响，开展一系列镐形截齿侵入破岩试验。利用回归分析、支持向量机(SVM)和广义回归神经网络(GRNN)分析岩石可切割性与施加在岩石上的单轴围压和岩石强度参数(单轴抗压强度和抗拉强度)之间的关系。得到的回归模型和SVM模型可以准确反映岩石可切割性的变化规律。分析结果表明，随着单轴围压的增加，岩石的可切割性先降低后增加，岩石的可切割性与岩石抗压强度和抗拉强度呈负相关。根据预测模型计算得到镐型截齿切割坚硬磷矿石的最佳应力条件和切割参数，从而使基于多截齿旋转切割的纵轴悬臂式掘进机成功应用于坚硬磷矿石的开采。
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  聚天冬氨酸在黄铜矿浮选体系中对铜离子活化后的闪锌矿的选择性抑制作用

  魏 茜,焦 芬,董留洋,刘学端,覃文庆

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1784-1795.

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  采用环保型的浮选药剂聚天冬氨酸(PAPA)作抑制剂，进行黄铜矿和铜活化后闪锌矿的浮选分离。通过接触角测试、动电位测试、红外光谱分析和电感耦合等离子体发射光谱测试，研究PAPA对闪锌矿的选择性抑制机理。单矿物浮选试验结果表明，PAPA能选择性抑制铜活化后的闪锌矿，但黄铜矿仍能保持好的可浮性。人工混合矿浮选试验获得铜精矿中铜品位为31.40%，铜回收率为92.43%。接触角测试、动电位试验和红外光谱分析表明，PAPA在铜活化后的闪锌矿表面吸附更强；另外，PAPA的存在能阻止铜活化后的闪锌矿表面捕收剂二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)的进一步吸附。电感耦合等离子体发射光谱测试结果表明，PAPA对铜离子有较强的络合能力，能减弱闪锌矿表面铜离子的活化，从而产生选择性抑制。
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  细粒铜尾矿生物柱浸体系下细菌群落对潜在的铺矿形式的响应

  郝晓东,刘学端,朱萍,梁伊丽,邱冠周,马宏卿,刘艳,刘前进,任丽英,EmmanuelKonaduSARKODIE,刘宏伟

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1796-1805.

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  比较研究分层铺筑(LM)、聚团铺筑(AM)和烧结球团铺筑(PM)三种铺矿形式对铜浮选尾矿生物柱浸的影响。解析尾矿浸出后期三组浸矿体系下游离、吸附、弱吸附和强吸附微生物的群落结构。在AM浸出组，用于尾矿聚团的块状硫化矿的添加使浸出溶液pH值降低，三价铁离子浓度升高和微生物快速吸附。相比于LM(54.6%)和PM(43.9%)浸出组，AM浸出组得到最高的铜浸出效率(60.1%)。在不同尾矿铺筑形式下，不同微生物群的优势属的相对丰度和群落结构均发生明显变化。尾矿铺筑形式改变吸附、弱吸附和强吸附微生物群落的α-多样性指数，但未改变游离微生物群落的α-多样性。溶液pH值、总铁和三价铁浓度与整体细菌群落的变化呈现显著相关性。皮尔逊相关分析和偏最小二乘路径模型均表明吸附微生物对尾矿中铜浸出的贡献更大。
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  卧式搅拌釜气液两相流场的参数化研究

  陈志彬,闫红杰,周萍,杨平,丁杰辉,刘佳,刘柳

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1806-1817.

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  基于Fluent软件，采用SST k-ω湍流模型、欧拉-欧拉两相流模型和多重参考系法对卧式搅拌釜气液两相流场进行数值模拟，并采用示踪剂法研究釜内混合过程。结果表明：增大转速或气体流量有利于气相分布更均匀并加快液相的混合。当搅拌转速超过93 r/min时，相对功率消耗基本不变。上叶轮倾斜角的变化对气相分布的影响很小。当倾角为50° 时，相对功率消耗最大。适当提高桨叶离底高度可以提高气含率并改善气相分布，但会增加液相混匀时间。
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  微波场下基于Na₂CO₃大剂量添加直接碳热法还原钛铁矿

  于之刚,肖京武,冷海燕,周国治,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1818-1827.

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  提出一种基于直接碳热还原和微波加热的钛铁矿绿色高效利用新工艺。通过添加高剂量的Na₂CO₃ 加速还原反应的进行，并且Na₂CO₃可以循环利用。反应原料(钛铁矿+石墨+Na₂CO₃)在微波场下加热至1073~1123 K，保温20 min后，主要还原产物为Na₂TiO₃和金属铁，其中铁的金属化率可以达到92.67%~93.21%。还原产物依次经过水洗、CO₂气氛中球磨和磁选分离，最终可以得到富铁料和富钛料。其中富钛料中TiO₂含量可以达到90.04% (质量分数)，并可后续用于生产TiCl₄或TiO₂。基于金属化率、磁选分离效率和产物结瘤特性等参数，优化得到的还原温度为1123 K。此外，还提出添加Na₂CO₃后的钛铁矿在微波场下的还原机理。
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  利用液态锌从镍基高温合金中一步选择性提取镍

  田庆华,甘向栋,于大伟,崔富晖,郭学益,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1828-1841.

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  采用熔融锌处理镍基高温合金并选择性地提取镍。研究加热温度、加热时间、锌与高温合金的质量比等因素对高温合金中金属提取率的影响。在加热温度为850 °C，加热时间为4 h，锌/高温合金的质量比为10:1的最优条件下，镍的提取率为95.2%，铁的提取率为55.4%，铬的提取率为30.4%，而难熔金属(钛、钼、铌)的提取率较低。在后续的真空蒸馏过程中，蒸馏后得到的镍合金中含有73.5%的镍(质量分数)。此外，蒸馏得到99.9%的锌(质量分数)。研究结果表明，从镍基高温合金废料中直接提取镍是可行的。
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  电沉积镍钨合金的成核与生长机理

  叶猛超,丁婷婷,周浩,何凤姣,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(6): 1842-1852.

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  研究电沉积镍钨合金的成核与生长机理。采用循环伏安法和计时电流法研究电沉积镍钨合金的电化学行为和成核机理。从计时电流法得到的结果可以得到电沉积镍钨合金的成核模型和动力学参数。同时，采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和透射电子显微镜研究电沉积镍钨合金的成核与生长过程。结果发现，镍钨合金的成核与早期生长阶段经历原子、单晶和纳米团簇的形成、移动和聚集过程。当单晶尺寸长到10 nm左右和晶体颗粒平均尺寸长到68 nm左右后，都不再长大。随着施加电位增大，晶核数目增加，但不影响最终晶体颗粒的尺寸。因此，电沉积的镍钨合金具有纳米晶结构。