2022年, 第32卷, 第2期　刊出日期：2022-02-25

  

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Materials Science and Engineering
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  金属材料在含氯化物水基环境中的耐腐蚀性能

  张先满,陈再雨,罗洪峰,周腾,赵愈亮,凌自成

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 377-410.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65802-3

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  腐蚀，特别是海洋环境中发生的点蚀，导致材料服役寿命锐减并造成巨大的经济损失甚至环境破坏和灾难事故。在过去的十年中，针对材料在含氯化物水基环境的腐蚀行为开展了大量的研究工作。在此，综述从金属整体材料到包括有机涂层、金属及其合金或化合物涂层在内的表面处理的失效机理以及提高材料耐腐蚀性能和耐腐蚀-磨损性能的最新研究进展。其中，重点阐述周期性层片结构(PLSs)，该组织无论是存在于金属整体材料或是表面涂层中，不管是在腐蚀或腐蚀-磨损过程中都展现出优越的抗腐蚀性能。基于不同尺寸、不同模型的数值仿真可加深对氯离子环境中的腐蚀或腐蚀-磨损过程的理解，并根据实验结果与数值仿真，着重分析PLSs以微电偶腐蚀占主导的腐蚀机理。总结各种腐蚀-磨损试验设备。展望未来的研究趋势，期待未来能够提供基于防腐蚀方法学设计的PLS的基本应用。
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  热处理工艺对砂型铸造Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Sc-0.2Zr合金显微组织和力学性能的影响

  张晋硕,钟晓祥,张亮,吴国华,刘文才

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 411-423.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65803-5

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  研究不同热处理工艺对砂型铸造Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Sc-0.2Zr合金显微组织和力学性能的影响。设计三级固溶处理方案((460 °C, 32 h) + (520 °C, 24 h) + (530/540/550 °C, 4/12/24/32 h))和不同温度(125, 175, 225 °C)时效处理方案用于比较。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析显微组织演变过程。结果表明，最佳固溶处理((460 °C, 32 h) + (520 °C, 24 h) + (530 °C, 12 h))可溶解大部分晶界第二相。透射电镜结果表明，经175°C时效8h后，δ′(Al₃Li)颗粒均匀分布于基体中，并伴有少量板条状S′(Al₂CuMg)和片状T₁(Al₂CuLi)相。采用最佳热处理方案((460 °C, 32 h) + (520 °C, 24 h) + (530 °C, 12 h) + (175 °C, 8 h))可获得屈服强度为376 MPa、极限抗拉强度为458 MPa和伸长率为4.1%的最佳综合性能。
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  Al-6.5Si-0.45Mg-xSc铸造合金的显微组织及腐蚀行为

  马玉坤,王明星,刘亚楠,蔡彬

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 424-435.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65804-7

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  利用扫描电子显微术、X射线衍射、电化学测量技术以及浸泡腐蚀实验，研究添加钪的Al-6.5Si-0.45Mg铸造合金的显微组织和腐蚀行为，并且与锶变质合金的实验结果进行比较。结果表明：钪对合金的初生α(Al)相和共晶硅相有明显的细化和变质效果，随着钪含量的增加，效果增强。当钪含量增加到0.58%(质量分数)时，钪对共晶硅相的变质效果几乎与锶的变质效果相当。与锶相比，钪可以改善实验合金在NaCl水溶液中的耐腐蚀性能，但过高的钪含量并不能进一步增强合金的耐蚀性。合金的腐蚀主要发生在合金的共晶区，且主要是共晶α(Al)被溶解，这证实了共晶硅相比α(Al)相具有更高惰性，并可在共晶硅与α(Al)相之间形成腐蚀电池。
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  预变形对Al-Mg-Si-Cu合金析出相结构和形成机制的影响

  翁瑶瑶,贾志宏,丁立鹏,廖琎,张萍萍,徐亚琪,刘庆,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 436-447.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65805-9

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  基于原子分辨率的高角环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）系统研究预变形对Al-Mg-Si-Cu合金中析出相结构和形成机制的影响。在预变形合金中，沿位错处形成拉长和线状的析出相。在位错处形成的析出相具有以下3个特征：析出相内部呈非周期性原子排列；Cu原子偏聚发生在析出相/α(Al)的界面处；在一个析出相内部具有多种不同的取向。提出异质形核析出相的4种形成机制：被拉伸的析出相在位错上独立形成；线状析出相在位错上直接析出；不同的析出相相遇结合成线状析出相；析出相与其他相或溶质原子富集区相连接。这些不同的形成机制导致形成具有不同结构和形貌的析出相。
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  纯铝1060在中国南沙群岛严酷海洋大气中的腐蚀以及点蚀行为

  彭灿,刘雨薇,郭明晓,顾天真,汪川,王振尧,孙成,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 448-460.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65806-0

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  通过质量损失测量、扫描电子显微术、能谱分析、X射线光电子能谱和电化学阻抗谱等技术研究纯铝1060在南沙群岛海洋大气环境中暴露34个月后的腐蚀行为以及点蚀行为。结果表明，在纯铝表面发生严重的点蚀，并且暴露13个月后的平均腐蚀速率达到1.28 g/(m²·a)。X射线光电子能谱的测试结果表明主要的腐蚀产物为Al₂O₃、Al(OH)₃和AlCl₃。此外，形成的腐蚀产物层相比于自然形成的氧化膜更具有保护作用，并且保护作用先增加然后降低。最后，蚀坑的形状通过统计分析的方法进行估计。
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  C_f/Al复合材料与TC4钛合金的激光诱导燃烧合成连接

  冯广杰,李卓然,何鹏,沈磊,周志

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 461-471.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65807-2

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  采用激光诱导燃烧合成连接方法实现C_f/Al复合材料和TC4钛合金的可靠连接。放热中间层的燃烧合成反应为连接过程提供所需能量。结合理论计算和实验，对Ni-Al-Zr中间层的化学成分进行优化设计，并对连接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明，Zr的加入轻微降低中间层的放热性，但显著提高连接质量，是实现可靠连接的关键。Ni-Al-Zr中间层与母材反应，在TC4钛合金侧生成TiAl₃反应层，在C_f/Al侧生成NiAl₃和Ni₂Al₃反应层。Zr含量决定接头的显微组织和剪切强度。当Zr含量为5 wt.%、连接压力为2MPa时，接头最高剪切强度为19.8MPa。
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  MgO中间层增强Mg/石墨烯界面结合性能的第一性原理预测和分析

  王维澄,刘金龙,赵晗晗,袁秋红,罗岚,江勇,刘勇

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 472-482.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65808-4

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  石墨烯增强镁基复合材料面临镁/石墨烯界面结合弱的难题。本文作者采用第一性原理计算评估通过引入原位生成的MgO中间层来改善Mg/石墨烯结合的可行性。计算的界面结合强度由高到低的顺序为Mg(0001)/ > /石墨烯>Mg(0001)/石墨烯。Mg/MgO/石墨烯界面结合的增强可以归因于在Mg/MgO和MgO/石墨烯界面上新形成的离子键和共价键的强烈相互作用取代了原来镁和石墨烯之间极弱的范德华力作用。
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  常规热挤压制备高强韧细晶Mg-1Mn-0.5Al-0.5Ca-0.5Zn合金

  顾光林,柯珦楠,胡发平,赵淑杰,魏国宾,杨艳,彭晓东,谢卫东

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 483-492.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65809-6

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  采用常规热挤压方法制备Mg-1Mn-0.5Al-0.5Ca-0.5Zn合金，挤压温度为673K，挤压比为25:1，并进行473 K时效处理。采用扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜表征合金的显微组织，测试试样的温室拉伸性能。结果表明，经473 K、1 h峰值时效后，试样出现细小等轴晶，平均晶粒尺寸为1.7 μm，Al-Ca颗粒面积分数明显增多。热挤压后仍能观察到áa？位错和ác+a？位错。峰值时效态样品表现出高强度和良好塑性，其抗拉强度为320MPa，屈服强度为314MPa，伸长率为19%。
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  AZ31镁合金包埋渗Al涂层的显微组织与性能

  胡建军,廖菁,杨显,曾敬,李晖,宋波,许洪斌,郭宁,金艳

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 493-502.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65810-2

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  采用包埋渗法在AZ31镁合金表面制备Al涂层。利用X射线衍射(XRD)、背散射电子成像(BSEI)和能谱仪(EDS)等技术对Al涂层的物相、显微组织和成分进行表征分析。结果表明，包埋粉的成分对涂层的物相、显微组织和厚度有显著影响。对于以AlCl₃粉末为活化剂的样品，涂层较厚，涂层从表面到内部由呈梯度分布的相和组织构成，包括少量的b-Mg₂Al₃、粗大的γ-Mg₁₇Al₁₂ + δ-Mg类共晶结构和细小的γ-Mg₁₇Al₁₂沉淀相。相比之下，以AlCl₃和纯Al复合粉末为活化剂的样品，涂层相对较薄，且含有一层薄的Al₂O₃层和少量细小的γ-Mg₁₇Al₁₂沉淀相。这是因为对于不受高真空或惰性气体保护的包埋渗铝，以纯铝粉为渗源材料易在涂层中引入Al₂O₃层，从而阻碍活性Al离子进一步渗入到Mg基体中，最终导致形成的富Al涂层较薄。此外，还对两种不同铝涂层样品的显微硬度和腐蚀行为进行研究和讨论。
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  高强度和低弹性模量Ti-Nb-Fe-Zr合金的显微组织和力学性能

  李强,黄奇,李俊杰,何黔峰,MasaakiNAKAI,张柯,MitsuoNIINOMI,KentaYAMANAKA,AkihikoCHIBA,TakayoshiNAKANO

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 503-512.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65811-4

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  将Zr添加到Ti-Nb-Fe合金中开发生物医用低模量、高强度β钛合金。采用电弧熔炼法制备Ti-12Nb-2Fe-(2, 4, 6, 8, 10)Zr(摩尔分数，%)铸锭，随后对其进行均匀化、冷轧和固溶处理。通过光学显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜等技术分析合金的物相和显微组织。采用拉伸试验测定力学性能。结果表明，Zr和Fe在合金中具有显著的固溶强化效果，因此，所有合金的屈服强度和抗拉强度分别高于510 MPa和730 MPa。Zr对变形机制的影响较小，孪晶出现在所有变形合金中，且对强度和塑性有益。具有亚稳β相的Ti-12Nb-2Fe-(8, 10)Zr合金表现出低弹性模量、高抗拉强度和良好的塑性，是生物医学植入物的合适候选材料。
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  微孔洞对高周循环载荷作用下双相钛合金微塑性行为的影响(I)：晶体塑性分析

  李凯迪,韩晓宁,唐斌,张梦琪,李金山

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 513-523.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65812-6

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  建立二维晶体塑性有限元模型研究微孔洞与高周循环载荷作用下双相钛合金微塑性变形行为的关系。结果表明，几何必需位错(GND)倾向聚集于微孔洞周围，且导致平均GND密度升高。孔洞尖端塑性区域（TPZ）的曲率对GND密度的影响大于孔洞尺寸的影响。随着TPZ曲率和空洞尺寸的增大，初生α、次生α及β基体内的累积剪切应变增大。初生α相内柱面滑移系上的累积剪切应变主导其变形。当微孔洞间距增大时，微孔洞对累积剪切应变的影响减弱。
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  冷轧Ti/Al层状复合材料中TiAl₃相在退火过程中的形成机理及生长动力学

  张建宇,王艳辉,吕征,陈庆安,陈亚宇,李河宗,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 524-539.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65813-8

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  将冷轧Ti/Al层状复合材料在525~625°C温度范围内退火0~128 h，并对复合材料的界面显微组织演变进行研究。结果表明，仅金属间化合物TiAl₃相在Ti/Al界面形成，大多数TiAl₃晶粒为细小的等轴晶，其平均尺寸从数百纳米到数微米，且随温度和/或退火时间的增加而增加，其中退火温度对晶粒尺寸的影响远大于退火时间的影响。TiAl₃相的生长可分为两个阶段：在初始阶段，TiAl₃相的生长由化学反应控制，反应激活能为195.75kJ/mol，另外，由于冷轧方法制备的Ti/Al层状复合材料的界面与新鲜表面结合，TiAl₃相的反应速率常数较大；在第二阶段，TiAl₃相的生长由扩散控制，扩散激活能为33.69kJ/mol，另外，由于TiAl₃相晶粒尺寸细小，TiAl₃相的扩散生长速率常数由晶界扩散决定。
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  生物医用Ti6Al4V/xTiN 复合材料的腐蚀与腐蚀磨损行为

  J.CHáVEZ,O.JIMéNEZ,D.BRAVO-BARCENAS,L.OLMOS,F.ALVARADO-HERNáNDEZ,M.A.GONZáLEZ,A.BEDOLLA-JACUINDE,M.FLORES

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 540-558.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65814-X

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  用固相烧结法制备Ti6Al4V/xTiN (x=0, 5, 10, 15,体积分数，%)复合材料，研究材料的腐蚀与腐蚀磨损行为及其与显微组织和显微硬度的关系。采用37°C 和模拟体液模拟人体环境。结果表明，当TiN含量为15%时，氮(N)固溶到钛(Ti)晶格中使α-Ti稳定化，该显微组织的改变使Ti64基体的硬化效应达到58%。随着TiN颗粒的加入，复合材料的腐蚀电位变得更高，而腐蚀电流密度受残余孔隙率的影响而增大，使材料的耐腐蚀性降低。然而，含15% TiN样品的钝化行为减弱。复合材料的非钝化行为导致其在腐蚀磨损测试过程中电位降低。此外，固溶强化使复合材料的磨损率降低88%。研究结果有利于理解材料的成分和烧结参数与提高腐蚀磨损性能之间的关系。
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  Ta对IN617B镍基高温合金凝固组织及元素偏析的影响

  高双,宋振峰,何博,周兰章,侯介山

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 559-568.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65815-1

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  IN617B镍基高温合金是700°C先进超超临界燃煤电站的主要候选材料。采用OM、SEM、TEM、EDS、EPMA和热力学计算等方法研究Ta对IN617B镍基高温合金凝固行为及组织的影响。研究结果表明：IN617B合金的凝固组织呈典型的树枝晶形貌，在枝晶间和晶界处分布着网状的M₆C、板条状的M₂₃C₆和颗粒状的Ti(C,N)；Ta的加入促进富Ta的MC碳化物的析出，显著抑制M₆C和M₂₃C₆的析出，并且降低合金元素Al、Mo和Ti的偏析程度；Ta的加入明显降低MC碳化物的析出温度，但未改变合金的凝固路径：L→ γ→ MC或Ti(C,N) → M₆C → M₂₃C₆，在凝固过程中MC和Ti(C,N)易与M₆C碳化物形成共生组织。该研究为IN617B镍基高温合金的合金优化和铸造组织调控提供理论基础和数据支持。
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  金属粉末注射成型制备血管支架的实验动物生物相容性

  舒畅,何昊,范博文,李杰华,王暾,李东阳,李益民,何浩

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 569-580.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65816-3

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  通过临床动物实验评价金属注射成型(MIM)制备的新型血管支架的可行性与安全性。采用粉末注射成型技术制备血管支架，大幅提高材料利用率；研究MIM过程中碳杂质含量变化对316L不锈钢力学性能与耐腐蚀性能的影响；同时开展MIM血管支架的体外毒性测试与动物实验以评价支架的安全性。结果表明，316L不锈钢的性能对碳含量变化极为敏感，在MIM制备过程中应该对碳含量波动实施精准控制。所有MIM血管支架都成功植入狗的主动脉血管， MIM 316L不锈钢支架未出现明显毒性，能够稳定维持支架形状及结构，快速实现内皮化过程，呈长期植入通畅性。采用MIM技术制备的新型血管支架具备合适的结构、物理以及化学稳定性和生物相容性，在临床实践中具有广阔应用前景。
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  大尺寸Zr基块体金属玻璃环形件铸造过程的数值模拟及实验验证

  王飞龙,郝秋红,于鹏飞,杨玉婧,马明臻,张新宇,刘日平

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 581-592.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65817-5

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  以29320调心滚子轴承外圈为研究对象，对Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶合金的铸造成形进行实验研究。通过对充型和凝固过程的数值模拟，得到合金熔体在充型过程中的速度场和温度场，以及凝固过程中的温度场和温度梯度场。结果表明，当浇铸温度为1200 °C时，能以大于临界冷速率的冷却速率获得外形完整的铸件。采用重力铸造方法在铜铸型模具中制备厚度为25 mm、当量直径为22 mm和质量为1.32 kg的环形件。X射线衍射和差示扫描量热分析结果表明铸件为非晶态结构。
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  模拟废旧锂离子电池湿法冶金浸出液再生铝掺杂LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料

  李芳成,张刚,张宗良,杨健,刘芳洋,贾明,蒋良兴

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 593-603.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65818-7

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  采用共沉淀法制备均相Al掺杂的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料，以利用Al对再生镍钴锰(NCM)正极材料的正面改性作用，并改善锂离子电池回收过程中繁琐和高成本的除杂过程。当浸出液中的Al³⁺含量为过渡金属(Ni、Co 和 Mn)总量的1%(摩尔分数)时，制备的Al掺杂NCM正极材料中晶格氧和Ni²⁺的浓度增加。在0.1C下的初始比容量为167.4 mA·h/g，在1C下循环 400 次后容量保持率为79.1%。此外，这种Al掺杂样品具有更高的倍率性能和更小的电化学阻抗。这些发现为工业上通过掺入锂离子电池回收过程中产生的Al³⁺杂质，重新合成具有更好电化学性能的正极材料的工艺开发提供了参考。
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  基于镍基固溶体催化的氢化镁储氢性能

  张健,何柳,姚远,周小杰,蒋礼坤,彭平

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 604-617.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65819-9

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  采用高能球磨制备Ni-25%X (X=Fe, Co, Cu，摩尔分数)固溶体，然后将其掺杂于MgH₂体系中。与球磨纯MgH₂相比，MgH₂/Ni-25%X复合体系初始放氢温度降低近90 °C，其中，Ni-25%Co固溶体呈最佳催化效果。球磨MgH₂/Ni-25%Co复合体系在300 °C、10 min内可释放5.19%(质量分数)氢，而相同条件下，纯MgH₂仅释放1.78%(质量分数)氢；更为重要的是，放氢后MgH₂/Ni-25%Co复合体系在275 °C、3 min内可吸收5.39%(质量分数)氢。MgH₂/Ni-25%Co体系优异的吸放氢动力学可归因于其在吸/放氢过程中原位形成Mg₂Ni(Co)化合物的催化作用。第一性原理计算表明，掺杂过渡金属原子后，Mg/MgH₂体系吸放氢反应能垒显著降低，较好地解释了镍基固溶体催化改善MgH₂储氢性能的实验结果。
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  共沉淀温度对镧和钇掺杂的铈锆复合氧化物结构和性能的影响

  张连杰,崔梅生,王昊,侯永可,陈士磊,翟志哲,龙志奇,张永奇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 618-628.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65820-5

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  铈锆复合氧化物因具有储放氧的能力而被视为汽车三效催化剂中的关键材料。为了揭示共沉淀温度对多元掺杂铈锆复合氧化物的结构和理化性能的影响，采用共沉淀法合成一系列镧和钇掺杂的铈锆复合氧化物，并通过XRD、N₂吸脱附、TEM、XPS、储氧量(OSC)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对CZLYs的理化性质进行系统表征。结果表明，共沉淀温度是影响CZLYs晶粒尺寸、储氧性能和热稳定性的重要参数。共沉淀温度为60 °C时制备的样品具有最佳氧化还原能力和热稳定性，经1100 °C、10 h高温热处理后得到的老化样品的比表面积和储氧量分别为15.42 m²/g和497.7 μmol/g。此外，还提出共沉淀温度对CZLYs结构和性能的影响机理。
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  用200nm铜颗粒在空气中快速压力辅助烧结及连续无压退火提高结合强度

  Myeong In KIM, Jong-Hyun LEE

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 629-638.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65821-7

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  为了设计一种有效且适用于功率器件的烧结结合工艺，提出一种两步工艺，使用约200 nm的铜颗粒基浆料形成具有高温可持续性和优越导热性的粘结层。该工艺涉及在空气中快速压力辅助烧结和在氮气气氛中连续无压退火。当使用20%(质量分数)的羟基丁二酸和80%(质量分数)的乙二醇混合物浆料时，在300 °C、5 MPa烧结30 s后的剪切强度为 23.1 MPa。辅助无压烧结30 min后，剪切强度显著提高至69.6 MPa。因此，两步烧结结合工艺有望作为下一代烧结结合工艺具有极高的生产效率。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  高应力作用下硬岩马蹄形巷(隧)道破坏行为：现象和机理

  吴浩,赵国彦,马少维

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 639-656.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65822-9

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  首先采用颗粒流程序(PFC)研究含马蹄形孔洞板状岩石模型在双轴压缩下的力学响应；其次，采用改进的复变函数法推导孔洞周边应力分布；最后，对锦屏二级水电站因岩爆引起的隧道破坏实例进行分析和讨论。结果表明，在低侧限应力作用下，孔洞周围共出现4种类型裂纹，即孔洞顶底板的初始拉伸裂纹、侧壁上的剥落裂缝、拐角处的次生拉伸裂纹和对角线上的剪切裂纹。随着侧限应力的增加，拉伸裂纹逐渐消失，而剥落破坏愈发严重。隧道模型的破坏现象与实际引水隧道的非常吻合，且解析获得的应力分布可以阐明裂纹的萌生机理。
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  氧化环境下铜蓝的表面性质、捕收剂吸附和浮选特性

  甘永刚,邓荣东,刘全军

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 657-667.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65823-0

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  采用微型浮选试验、X射线光电子能谱(XPS)、飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)和接触角测量技术对铜蓝在NaClO和FeCl₃作用下的表面特征、捕收剂吸附和浮选特性进行研究。微型浮选试验结果表明，NaClO和FeCl₃的存在能有效抑制铜蓝，但所需抑制剂的用量大，且调浆时间长。XPS和TOF-SIMS分析结果表明，NaClO能氧化铜蓝表面，减少Cu的活性位点，并在铜蓝表面生成CuO和Cu(OH)₂等氧化产物。添加 FeCl₃后，氢氧化铁在铜蓝表面的沉淀使矿物表面亲水物质的含量增加，阻止丁铵黑药在铜蓝表面的吸附，从而使铜蓝可浮性进一步降低。
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  组合抑制剂石灰和腐植酸钠在锌砷混合精矿浮选分离中对毒砂的选择性抑制机理

  魏茜,董留洋,杨聪仁,刘学端,焦芬,覃文庆

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 668-681.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65824-2

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  采用石灰和腐植酸钠作为经硫酸铜活化和丁黄药捕收后毒砂的组合抑制剂。纯矿物浮选试验表明，组合抑制剂石灰和腐植酸钠能选择性地抑制毒砂。实验室小型闭路试验结果表明，石灰和腐植酸钠的协同抑制作用能较好地实现闪锌矿和毒砂的浮选分离，得到锌精矿中锌品位为51.21%、锌回收率为92.21%的良好指标。通过接触角测试、吸附量测试和X射线光电子能谱研究组合抑制剂的抑制机理。机理研究表明，溶解钙组分(主要为钙离子)吸附于矿物表面，促进腐植酸钠的吸附；毒砂表面比闪锌矿表面吸附更多的钙组分和腐植酸钠，使毒砂表面具有强亲水性。腐植酸钠在毒砂表面的化学吸附主要是通过其分子结构中的羧基与毒砂表面的钙原子发生作用，而其在闪锌矿表面的吸附较弱。
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  超声强化单斜磁黄铁矿从铜烟灰中选择性硫化沉淀铜离子

  张荥斐,袁佳,田佳,韩海生,孙伟,岳彤,杨越,王丽,曹学锋,卢承龙,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 682-695.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65825-4

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  在单斜磁黄铁矿(MPr)处理废水重金属离子过程中表面产生的硫化物钝化膜严重阻碍进一步反应。采用超声波技术辅助MPr回收铜离子。XPS分析结果表明，反应过程中MPr表面存在CuS产物。XRD和SEM分析结果表明，在超声条件下颗粒表面的CuS被剥离。动力学结果表明，常规和超声条件下的反应均符合Avrami模型。在超声条件下，随着固体层的剥离，反应过程由扩散控制转变为化学反应控制。超声波的存在显著降低反应所需的酸度和温度，提高MPr的利用效率; 通过控制MPr的用量，铜烟灰浸出液中铜和砷的去除率分别达到99%和95%以上。
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  ZrO₂-CaO-TiO₂体系的热力学模拟

  何世宇,冯齐胜,段保华,陈光耀,吴铸,李重河,鲁雄刚,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 696-708.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65826-6

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  ZrO₂-CaO-TiO₂体系相图对光催化材料和耐火材料的发展至关重要。采用CALPHAD方法研究ZrO₂-CaO-TiO₂体系。亚正规溶体模型用于描述液相和固溶相，亚点阵模型用于描述三元化合物。然后，结合文献实验结果，利用最小二乘法得到热力学参数。应用本研究优化的热力学参数，计算1473 和1673 K下ZrO₂-CaO-TiO₂的等温截面，实验和计算的相关系吻合很好，部分不匹配的实验点误差可归结于实验误差和氧化锆基材料的动力学缓慢特性。为了进一步证实该数据库的有效性，利用该数据库模拟CaZrTi₂O₇化合物的比热容、熵和焓等热力学性能，模拟得到的误差范围在5%以内。模拟结果表明，本次优化的数据库是自洽和可靠的。
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  高温过程中砷酸盐与铁橄榄石型铜渣的反应机制

  王大伟,赵宗文,林璋,梁彦杰,康丽,彭兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(2): 709-720.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65827-8

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  通过XRD、XPS、HRTEM和TCLP等技术手段和方法研究砷酸钠与铁橄榄石在1200 °C下的反应机制。结果表明，砷酸钠进入到渣相与气相中的比例分别约为30%和70%。砷酸钠的添加使铁橄榄石结构解聚，并将其从结晶态转变为非结晶态。铁橄榄石结构变化表明，砷酸钠中的[AsO₄]四面体与[SiO₄]四面体和[FeO₄]四面体通过桥氧键结合形成硅酸盐玻璃结构。铁橄榄石与砷酸钠高温反应前后样品的TCLP 测试结果表明，高温反应能显著降低砷酸钠的浸出毒性，样品中砷的浸出浓度由反应前的3025.52 mg/L降低到反应后的12.8 mg/L。