2022年, 第32卷, 第5期　刊出日期：2022-05-25

  

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Materials Science and Engineering
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  电磁屏蔽Mg基材料及其加工工艺的研究进展

  王佳豪,巫瑞智,冯静,张景怀,侯乐干,刘美多

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1385-1404.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65881-3

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  在轻质电磁干扰(EMI)屏蔽结构材料方面，Mg基材料已被证明是一种很好的备选材料，因为其具有优异的特性(例如：低密度、高比强度、良好的导电性和优异的EMI屏蔽性能)以及在电子、汽车和航空航天等工业轻量化领域的广泛应用。通过合金化、热处理、塑性变形和复合加工等工艺，可以获得具有可定制特性的Mg基材料，这在设计用于EMI屏蔽的材料中起到关键作用。本文综述了近几十年来Mg基材料EMI屏蔽性能的研究及其EMI屏蔽机制，重点介绍了合金化、热处理、塑性变形和复合加工工艺对Mg基材料EMI屏蔽性能的影响。最后，提供了结论和未来展望。
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  气体诱导半固态加工和添加Sr对A380铝合金冲击强度和组织细化的影响

  M.HONARMAND,M.SALEHI,S.G.SHABESTARI,H.SAGHAFIAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1405-1415.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65882-5

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  采用气体诱导半固态(GISS)加工工艺制备A380铝合金， 研究氩气惰性气体流量、起始温度和气体吹扫时间等GISS关键参数以及Sr改性对合金的组织细化、硬度和冲击强度的影响。显微组织演化表明，浇铸时间和Sr添加对合金中初生α(Al)的形貌和尺寸有较大影响，使其由粗大的枝晶状组织转变为细小的球形组织。对Sr改性合 金进行GISS加工，当气体注入的起始温度为610 ℃时，获得具有平均晶粒尺寸为51.18 μm、高球形度(0.89) 细晶组织的最优样品。与铸态样品相比，GISS加工获得的最优样品由于球形组织和Si的纤维状形貌，其冲击 强度((4.67±0.18) J/cm²)提高约40%；而且，Sr改性和GISS加工使合金的硬度从(89.34±2.85) HB提高到(93.84± 3.14) HB。Sr 改性合金的断裂面以复杂形貌为主，具有典型的韧性断裂特征。
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  DC铸造7475铝合金中含铬弥散相非均匀分布的机理

  周轶然,田妮,刘威,曾渝,王光东,韩世达,赵刚,秦高梧,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1416-1427.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65883-7

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  研究7475铝合金半连续铸锭中枝晶臂横截面上镁元素和铬元素的实际有效分配系数。同时，通过微观结构分析，揭示E (Al₁₈Mg₃Cr₂)弥散相在半连续铸锭中非均匀分布的机理。结果表明，镁和铬的实际有效分配系数分别为0.650和1.392，这些系数表明合金枝晶臂横截面半径方向上镁和铬的非均匀分布。经470 °C均匀化处理24 h后，镁元素扩散均匀，而铬元素几乎不扩散。镁和铬的浓度以及合金中的异质形核位置同时是形成E弥散相的决定因素。250 °C热处理72 h为大量细小的E弥散相在随后高温热处理过程中合金枝晶臂横截面心部的形成提供异质形核位置。
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  通过等通道转角挤压及后续时效制备高强韧Al-Zn-Mg-Zr 合金

  唐磊,彭小燕,江福清,李耀,徐国富,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1428-1441.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65884-9

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  通过多道次等通道转角挤压(ECAP)及后续时效制备具有超细晶结构的高强韧Al-Zn-Mg-Zr合金。在经过8道次ECAP和后续时效后，固溶态合金的屈服强度和抗拉强度分别由(98±10) MPa和(226±7) MPa显著提升到(405±7) MPa和(427±9) MPa，同时合金能保持较好的伸长率((17.4±2.5)%)。采用多尺度表征手段(透射电镜、背散射电子衍射和X射线衍射)揭示合金的微观结构(包括晶粒细化、析出相形貌和位错密度)在ECAP和后续时效中的演变。经过8道次ECAP后，原本粗大的长晶粒被细化成独特的双晶粒结构(由极细等轴晶和条状晶粒组成)。同时，具体讨论一系列强化效应(例如：位错强化和析出强化)在ECAP和后续时效中的作用。
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  Cr对ECO-7175铝合金热压过程中流变行为和加工图的影响

  MajidSEYED-SALEHI,BongHwanKIM,SeungYoonYANG,ShaeKwangKIM,GhasemEISAABADIBOZCHALOEI

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1442-1459.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65885-0

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  研究Cr元素对新开发的ECO-7175合金热变形行为的影响。采用Gleeble 热模拟机对含Cr和不含Cr的ECO-7175样品进行热压(温度为350~500 ？C、应变速率为0.001~1 s^-1)，研究合金的本构方程、加工图和显微组织演变。对变形激活能的分析表明，含Cr合金中速率控制变形机制由Al 的自扩散(或Al中Mg的扩散)逐渐转变为Al中Cr的扩散，且Zener-Hollomon参数减小。对含Cr合金的加工图的分析表明， 动态再结晶(DRX)区局限于高温和低应变速率下的变形，且随着应变的增加而扩大。 另一方面，发现Al的自扩散(或Al中Mg的扩散)是无铬合金在所有加工条件下热变形过程中唯一的速率控制机制，其DRX区与塑性应变无关。
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  Mn的添加协同提升挤压态Mg-Gd-Zn合金强度与塑性

  赵俊,蒋斌,宋燕,戴作财,卢立伟,何超,黄光胜,张丁非,潘复生

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1460-1471.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65886-2

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  采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和背散射电子衍射仪(EBSD)研究Mn含量对挤压Mg-1Gd-0.5Zn-xMn (x=0、0.3和1，质量分数，%)合金板材显微组织、拉伸性能和应变硬化行为的影响。结果表明，所有挤压板材均呈现出完全再结晶晶粒组织和向挤压方向偏转的织构。随着Mn含量的增加，挤压板材的平均晶粒尺寸逐渐减小，偏转织构减弱，这主要是由于Mn的添加形成新的细小α-Mn颗粒相。 拉伸性能结果表明，Mn的添加提高挤压Mg-1Gd-0.5Zn-xMn合金板材的屈服强度、抗拉强度和伸长率，这主要是由于细小的晶粒和α-Mn颗粒。 此外，Mg-1Gd-0.5Zn-xMn合金板材中，Mg-1Gd-0.5Zn-1Mn合金板材具有最低的应变硬化指数和最好硬化能力。
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  Mg₆₅Cu_25-xAg_xY₁₀纳米多孔脱合金条带对农药废水的降解率

  夏 青,何诗瑶,张 伟,向青春,曲迎东,任英磊,邱克强

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1472-1484.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65887-4

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  为了提高农药废水的降解率，利用淬态条带Mg₆₅Cu_25-xAg_xY₁₀ (x=0、5、10，摩尔分数，%) 稀硫酸脱合金化方法在其表面形成一层纳米孔径网状结构。与淬态条带相比，这种结构的脱合金条带由于具有较大的比表面积和多的活性位点数，表现出对农药废水具有更高的降解效率。其纳米多孔结构的平均孔径和降解率随着合金成分中Ag含量的增加而增大。在pH=3、初始顺式氯菊酯浓度为500 mg/L、条带用量为1.33 g/L的最佳条件下， Mg₆₅Cu₁₅Ag₁₀Y₁₀脱合金条带对农药废水最高降解率达到95.8%。
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  AZ31镁合金表面葡萄糖和L-半胱氨酸仿生席夫碱阳极钙磷涂层的耐腐蚀性能

  王雪梅,樊晓丽,曾美琪,李长阳,崔蓝月,陈晓博,邹玉红,王振林,曾荣昌,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1485-1500.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65888-6

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  通过往60 ℃传统钙磷处理液中添加适量的氨基酸型席夫碱，在镁合金表面于CaCl₂和KH₂PO₄混合溶液中制备席夫碱(含C=N的化合物)诱导的阳极Ca-P涂层。采用FE-SEM、FT-IR、XRD和XPS技术研究涂层的显微组织和化学成分，涂层试样的耐腐蚀性能则通过动电位极化(PDP)、电化学阻抗光谱(EIS)和析氢试验表征。结果表明，Ca-P_{Schiff base}涂层中存在CaHPO₄(DCPA)和羟基磷灰石(HA)，而Ca-P涂层中没有HA。此外，Ca-P_{Schiff base} 涂层厚度(18.13±5.78) μm大约为Ca-P涂层厚度(9.13±4.20) μm的2倍。电化学结果表明，Ca-P_{Schiff base}涂层的腐蚀电流密度比Ca-P涂层降低两个数量级。最后，提出席夫碱作用下Ca-P涂层的形成机理。
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  Nd添加对激光增材制造TC11钛合金显微组织与拉伸性能的影响

  严文高,王华明,汤海波,程序,朱言言,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1501-1512.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65889-8

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  制备不同Nd含量的TC11钛合金单道熔覆和单道多层激光增材制造(LAM)试样，研究Nd添加对显微组织和力学性能的影响。结果表明，随着Nd含量增加，单道熔覆熔池的深宽比增加，并且在熔池中发生柱状晶向等轴晶的转变(CET)。单道多层TC11-1.0Nd试样的原始β晶粒尺寸和α片层宽度相比纯TC11样品的明显减小，主要原因是熔池快速凝固时优先形成平均尺寸约1.51 μm的均匀弥散分布的细小Nd₂O₃析出相，在后续凝固和固态相变中作为异质形核质点而细化组织。由于Nd对显微组织的多重影响，激光增材制造TC11-1.0Nd相比纯TC11样品抗拉强度提高，而屈服强度、伸长率和显微硬度降低。
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  一种新型亚稳β钛合的热变形行为及显微组织演变表征

  陈兆琦,徐丽娟,曹守臻,杨建凯,郑云飞,肖树龙,田竟,陈玉勇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1513-1529.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65890-4

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  通过热压缩实验研究Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe-0.1B-0.1C锻态合金在750～900 ℃温度范围和0.001～1 s^-1应变速率范围内的热变形特征。应力-应变曲线表明，流变应力随着温度的提高和应变速率的降低而降低。显微组织对热变形参数十分敏感，当应变速率保持在0.001 s^-1不变，温度达到790 ℃或者温度保持在910 ℃不变，应变速率不高于0.1 s^-1时合金显微组织中出现动态再结晶晶粒。计算出加工硬化率θ，并发现动态再 结晶倾向于在较高温度和较低应变速率条件下发生。得到合金的本构方程和加工硬化图，平均热激活能为242.78 kJ/mol，而且只有少量失稳区在热加工图中出现，说明合金具有良好的热加工性能。当应变速率为0.1 s^-1时，应力-应变曲线呈现一种异常的形状，连续出现两个应力峰值，这一现象可以归因于连续动态再结晶和再结晶晶粒的转动所造成的硬化现象与动态软化机制的混合作用。
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  锆-钛-钢复合板的低周疲劳行为

  周彬彬,于鹏,常乐,周昌玉,业成,张伯君

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1530-1547.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65891-6

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  研究锆-钛-钢复合板在对称和非对称应力控制下的低周疲劳行为，详细讨论平均应力和应力幅值对循环变形、棘轮效应和损伤机理的影响。结果表明，在对称应力控制下，观察到正向棘轮变形；在非对称应力控制下，棘轮应变随平均应力和应力幅值的增加而快速增加；在高应力幅值下，平均应力影响更为显著。此外，通过研究应变能密度，发现应力幅值主要促进疲劳损伤，而平均应力则导致棘轮损伤。另外，通过断口观察可以看出，裂纹萌生于界面处的脆性金属化合物中，且钢材抗裂纹扩展的阻力更高。最后，详细讨论考虑棘轮效应的寿命预测模型精度，并提出一种直接基于平均应力和应力幅值的高精度寿命预测模型。
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  焊料厚度和保温时间对瞬间液相连接Hastelloy-X合金接头显微组织演化的影响

  A.Malekan,S.E.Mirsalehi,M.Farvizi,N.Saito,K.Nakashima

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1548-1558.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65892-8

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  研究不同焊料厚度(20, 35, 50, 65, 100 μm) 和保温时间(5, 20, 80, 320, 640 min)下Hastelloy-X样品的瞬间液相(Transient liquid phase, TLP)连接，以获得最优连接参数。电子探针显微分析(EPMA)和电子背散射衍射(EBSD)显微组织分析表明，非热凝固区(ASZ)中心的共晶相为Ni₃B、Ni₂Si和CrB，扩散影响区(DAZ)形成MoB、CrB₂和Mo₂B₅析出相。结果表明，减小焊料厚度、增加保温时间有助于完成等温凝固、降低DAZ中析出相的密度，这使接头性能更加均匀。随着保温时间的增加，硼和硅的扩散距离变长，导致DAZ中富Cr硼化物消除，并在接头界面形成富Mo硅化物。随着保温时间的延长，ASZ和DAZ中脆性相的消除导致其硬度降低，使得接头区域的硬度分布更加均匀。最优连接参数为：金属焊料厚35 μm，保温时间 640 min。
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  深冷异步轧制制备高力学性能CrCoNi中熵合金

  吴雨泽,张朝阳,刘娟,CharlieKONG,YuWANG,PuneetTANDON,AlexanderPESIN,喻海良,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1559-1574.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65893-X

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  为了获得具有更好强塑性平衡的CrCoNi中熵合金，采用冷轧、异步轧制、深冷轧制和深冷异步轧制4种工艺对中熵合金CrCoNi进行加工，并对合金进行不同温度的退火处理。研究结果表明：深冷异步轧制的合金获得超过1.6 GPa的高强度，当经过1073 K的退火处理后，在具有接近60%的伸长率的同时，仍然保留接近1 GPa的强度。采用深冷异步轧制和退火后，得到较室温异步轧制更为明显的异质特征，这使材料具有更高的强度与更好的塑性。
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  镀镍石墨对铁基金刚石工具胎体微观结构和性能的影响

  苏舟,张绍和,吴晶晶

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1575-1588.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65894-1

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  将不同含量的镀镍石墨颗粒和未经处理的石墨颗粒添加到铁基金刚石复合材料试样中，采用SEM、XRD和EDS对试样进行微观结构表征、物相分析和元素分布测试，并测定试样的相对密度、硬度、弯曲强度、磨损量及其胎体对金刚石的包镶能力。结果表明，镀镍能有效改善石墨颗粒的表面润湿性，并在镀镍石墨和胎体组织间的过渡界面上形成元素充分扩散的区域，这有效增强石墨颗粒与胎体组织间的界面结合强度。镀镍后石墨颗粒在胎体组织内部形成的孔隙和裂纹减少，因此，镀镍能抑制由于添加石墨颗粒给试样造成的基础性能损失，但添加物含量越高，镀镍的抑制效果越差。此外，镀镍能够有效保障工作面上石墨润滑物的形成，且高温烧结下镀镍石墨有助于减轻试样内部金刚石颗粒的热腐蚀。
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  Mg掺杂CaCu₃Ti₄O₁₂薄膜的制备与表征

  姜明,程战,赵丹,张雷,徐东,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1589-1597.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65895-3

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  采用改进的溶胶凝胶法制备Mg掺杂的CaCu_3-xMg_xTi₄O₁₂(x=0、0.05、0.1、0.15和0.2，摩尔分数，%)薄膜。对掺Mg的CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)薄膜的微观结构和电性能进行研究。与未掺杂的CCTO薄膜相比，掺Mg的CCTO薄膜的晶粒尺寸较小。此外，与未掺杂的CCTO薄膜相比，掺Mg的CCTO薄膜具有高介电常数和出色的频率稳定性。同时，Mg掺杂可以减少CCTO薄膜在10⁴~10⁶ Hz频率范围内的介电损耗。结果表明，与未掺杂的CCTO薄膜相比，掺Mg的CCTO薄膜具有良好的电学特性，x=0.15和x=0.1的Mg掺杂CCTO薄膜的非线性系数分别提高到7.4和6.0。
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  多孔块体NiMo合金原位水热合成Ni-MoO₂异质结构以实现高效析氢反应

  唐剑,徐吉林,李亮亮,马永存,叶志国,罗弘宇,罗军明

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1598-1608.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65896-5

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  通过简便的粉末冶金和水热法在多孔块体NiMo合金上原位合成Ni-MoO₂异质结构电催化剂。场发射扫描电镜、透射电镜及X射线光电子能谱分析结果表明：经过水热处理后，制备的Ni-MoO₂电极具有异质结构并且在其表面同时形成一层Ni(OH)₂纳米片，这种异质结构和纳米片层提供丰富的界面、更多的活性中心和更大的活性比表面积。析氢反应结果表明，Ni-MoO₂异质结构表现出优异的催化性能，仅需41 mV的过电位即可达到10 mA/cm²的电流密度，并且具有52.7 mV/dec的低Tafel斜率和在碱性介质中具有优异的稳定性。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  基于高阶2ⁿ序列伪随机信号的分布式广域电磁法

  杨洋,何继善,凌帆,朱裕振,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1609-1622.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65897-7

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  为实现三维电磁探测，提出一种基于高阶2ⁿ序列伪随机信号的分布式广域电磁探测方法。该方法在勘探时只需要发射一组高阶伪随机波形，即可获得所有目标探测频率。发射波形可以根据勘探任务定制；采集终端独立接收信号，能够根据实际情况对采集参数动态调整。在齐河-禹城深部富铁矿的野外勘探试验表明，分布式广域电磁法能够实现短时间海量电磁数据的高效获取。与传统电磁勘探方法相比，基于高阶伪随机信号的分布式广域电磁法野外勘探效率更高。该方法能够应用于深部资源与矿产的大规模精细探测。
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  以羧甲基纤维素为抑制剂浮选分离石英和菱镁矿

  朱阳戈,杨林峰,胡晓星,张行荣,郑桂兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1623-1637.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65898-9

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  研究羧甲基纤维素(CMC)作为抑制剂在菱镁矿反浮选脱硅过程中的作用，通过动电位测试、原子力显微镜检测和接触角测试考察在CMC作用下菱镁矿与石英的浮选行为与表面性质变化。当以十二胺(DDA)为捕收剂时，以CMC为抑制剂进行菱镁矿脱硅反浮选，CMC的添加对菱镁矿表现出良好的选择性抑制作用，并提高菱镁矿回收率。表面性质研究表明，在菱镁矿和石英表面CMC和DDA的吸附强度存在明显差异，CMC在菱镁矿表面的吸附强于DDA，从而阻碍后续DDA的吸附；而在石英表面则相反，DDA的吸附强于CMC，因此CMC基本不影响石英的可浮性。
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  黑钨精矿碱浸渣理化与环境特性及有价金属回收工艺

  陈远林,郭学益,王亲猛,田庆华,张金祥,黄少波

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1638-1649.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65899-0

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  采用XRD、SEM-EDS、化学物相分析、MLA和TG-DSC等方法研究黑钨精矿碱性浸出渣的理化特性和矿物学特性，并采用批次浸出实验、毒性浸出程序(TCLP)实验、国家标准毒性浸出测试(CSLT)分析浸出渣毒性元素的环境释放特性。结果表明，浸出渣中W、Fe、Mn、Sn、Nb等有价金属含量高，具有很高的资源价值，同时也含有高含量毒性元素As。有价金属矿物主要以单体形式存在，但由于矿物性质，难以通过常规酸浸工艺提取有价金属。浸出渣中As向环境的释放量随时间增长而增加。TCLP结果表明，所有毒性元素浸出浓度均未超标；而CSLT结果表明，As浸出浓度超过国家标准限值4倍以上。因此，该浸出渣被列为危险固体废物。提出一种从浸出渣中回收有价金属的工艺。实验结果表明，采用该工艺可有效回收浸出渣中的有价金属。
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  温度、氧分压和木质素磺酸钙对黄铜矿在硫酸溶液中加压氧化浸出的影响

  白云龙,王伟,谢锋,路殿坤,蒋开喜

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1650-1663.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65900-4

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  采用浸出实验和原位电化学测试研究黄铜矿加压浸出机理，考察浸出温度、氧分压和木质素磺酸钙对铜和铁浸出的影响。结果表明，当浸出温度从120 ℃升高到150 ℃、增加氧分压至0.7 MPa时，黄铜矿的浸出速率增大。贫铁硫化物在黄铜矿表面的形成导致铁比铜更快浸出。在无木质素磺酸钙添加条件下，铜的浸出率为 79%，铁的浸出率为81%，浸出过程受化学反应和产物层扩散混合控制，活化能为36.61 kJ/mol。木质素磺酸钙可以有效改善硫的钝化问题，浸出过程受表面化学反应控制，活化能为45.59 kJ/mol。元素硫是主要的浸出产物，与贫铁硫化物共同导致“钝化现象”。电化学研究表明，增加氧分压能加速阴极反应速率并减弱黄铜矿的“钝化”，从而提升黄铜矿浸出速率。
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  高钛渣富氧碱转化过程中物相转化与杂质脱除

  随钦钦,豆志河,张廷安,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1664-1676.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65901-6

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  为了实现低碱浓度下高钛渣的高效碱转化和除杂，提出在氢氧化钾溶液中富氧碱转化的新途径。研究富氧碱转化过程中各元素赋存状态转化规律以及转化条件对钛转化率及硅铝杂质去除率的影响规律。结果表明：氢氧化钾溶液将高钛渣中钛氧化物转化为晶须状钛酸钾，硅和铝元素溶解进入溶液；当氢氧化钾浓度为6 mol/L，转化温度为260 °C，初始氧分压为2 MPa，液固比为35 mL/g，转化时间为4 h，高钛渣粒度为48-74 μm时，高钛渣中钛氧化物的转化率为97.0%，硅铝去除率分别为90.2%和76.2%。富氧碱转化产物经酸解转化可得到TiO₂品位为99.1%的金红石。
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  从废旧锂离子电池中优先回收锂并高效回收镍和钴

  曹 宁,张亚莉,陈琳琳,贾 云,黄耀国

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1677-1690.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65902-8

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  采用还原焙烧-碳酸钠浸出-氨浸出的方法对废旧锂离子电池正极材料进行回收处理。研究焙烧参数、Na₂CO₃浸出参数和氨浸出参数对金属浸出率的影响。结果表明，还原焙烧过程中，废旧锂离子电池的矿相结构被重新构建，通过Na₂CO₃浸出过程，超过99% 的锂被优先回收。通过一步氨浸出法可将99.7%的镍和99.9% 的钴浸出，而锰不能被浸出，表现出优异的选择性。动力学研究表明镍和钴的浸出符合化学反应控制。
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  恒压酸浸法回收退役锂离子电池废炭渣

  诸向东,肖劲,毛秋云,张振华,唐雷,仲奇凡,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1691-1704.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65903-X

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  采用恒压酸浸技术，对废炭渣(WCR)进行高效解毒并再生成锂离子电池可用的高纯石墨产品(PGC)。运用正交试验和单因素试验相结合的方法，对浸出条件进行优化。结果表明，在浸出温度为60 ℃、初始酸浓度为12%、浸出时间为180 min和液固比为25:1的最优条件下，可获得符合商业石墨要求的99.5%纯度石墨产品。同时，以氢氧化钠溶液为沉淀剂，在pH=11的条件下，镍、钴、锰和铝的回收率分别达到96.92%、87.5%、97.83%和92.17%。此外，通过蒸发结晶工艺还可以回收纯度超过99%的NaF副产物。整个流程中氟的损失率小于0.5%，从而消除氟对环境的污染风险。此流程展现了可观的环境效益和经济效益。
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  铝电解全氟化碳气体的微观形成机理

  孙珂娜,李劼,张红亮,李天爽,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1705-1717.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65904-1

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  针对目前铝电解阳极效应阶段全氟化碳(PFCs)气体排放原因不明的问题，采用密度泛函理论计算与X射线光电子能谱(XPS)检测手段对PFCs的微观形成机理进行研究。计算结果表明，在阳极表面不断放电的过程中，熔盐中含氟配离子[F]^-使碳环边缘的C—H键逐渐被C—F键取代，导致芳香族C—C键饱和，随后碳环开环逐渐形成—CF₃基团和—C₂F₅基团，最终脱出CF₄和C₂F₆产物。XPS结果表明，电解后的阳极表面存在不同类型的—CF_x结构，验证了量子力学计算中[F]^-在碳边缘不断放电、最终形成不同C—F键的可能性。
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  基于端淬实验冷却曲线的相变潜热计算及其在镍基高温合金中的应用

  赵天阳,付佩,陈卓,周萍,李超

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1718-1727.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65905-3

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  为了高效、低成本获取合金在不同冷却速率下的相变潜热，讨论基于端淬实验冷却曲线的牛顿热分析方法和改进牛顿热分析方法。通过对45^#钢相变潜热的计算验证这两种方法的有效性。结果表明，改进的牛顿热分析方法得到的相变潜热相对误差为5.20%，比牛顿热分析方法更准确。当冷却速率从50.15 °C/min降低到33.40 °C/min时，自制的CSU-A1粉末冶金镍基高温合金相变潜热释放量从4.3 J/g增加到12.29 J/g，这是因为当冷却速度较小时，合金组织有足够的时间完成相变过程。
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  六方-正方相变对定向凝固Sn-Ni包晶合金中扩散控制的枝晶演化的影响

  彭鹏,赵弼洲,王甲泰,裴兴,刘子杰,甘露,李升渊

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(5): 1728-1740.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65906-5

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  在定向凝固Sn-Ni包晶合金中发现六方-正方相变，即自β-Ni₃Sn₂ (六方)向α''''-Ni₃Sn₂ (正方)相的转变。研究表明，二次枝晶臂上发生由温度梯度区域熔化(TGZM)与吉布斯-汤姆森(G-T)效应引起的重熔/再凝过程。此外，一次枝晶干与二次分枝间夹角(θ)随凝固过程进行由π/3增至π/2，这一现象为六方-正方转变的组织特征，并会改变重熔/再凝过程中的扩散距离。因此，建立扩散控制唯象模型，重熔/再凝过程由枝晶的比表面积(S_V)进行表征。模型预测表明，包晶凝固过程中发生六方-正方相变后可抑制重熔/再凝过程。另外，预测曲线的斜率变化表明重熔/再凝过程局域速率发生改变。