2023年, 第33卷, 第1期　刊出日期：2023-01-25

  

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Materials Science and Engineering
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  增材制造高熵合金复合材料综述

  HamzaOSMAN,柳林

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 1-24.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66086-2

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  高熵合金复合材料是一种由高熵合金基体和第二相(如碳化物、硼化物、氮化物)组成的新型金属基复合材料。近年来，高熵合金复合材料的优异性能吸引了大量研究者的关注。然而，在传统铸造高熵合金复合材料中会发生严重的成分偏析，这极大制约了高熵合金复合材料的发展。目前，新兴的3D打印技术可以解决这一问题并制备出复杂形状的零件，因此，得到了研究者的关注并有大量相关文献报导。本文总结了截止目前3D打印高熵合金复合材料的研究进展。首先，对高熵合金及其复合材料做了介绍，并总结了目前高熵合金复合材料粉末的制备方法(气雾化法和机械合金化法)。其次，介绍了几种常用于成形高熵合金复合材料的3D打印方法(粉末床熔化法和直接金属沉积技术)，并对其相应的微观结构进行了分析。然后，对比了3D打印高熵合金复合材料、3D打印高熵合金及其铸件的力学性能，并对其硬度抗磨损、腐蚀和氧化性能进行了探讨。最后，对3D打印高熵合金复合材料的发展前景进行了展望。
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  Al₃(Sc_1-xZr_x)纳米粒子对搅拌摩擦焊Al-Mg-Mn合金显微组织和力学性能的影响

  朱鑫文,邓英,赖毅,郭一帆,杨子昂,傅乐,徐国富,黄继武,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 25-35.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66087-4

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  通过拉伸测试和显微分析方法研究搅拌摩擦焊Al-5.50Mg-0.45Mn和Al-5.50Mg-0.45Mn-0.25Sc- 0.10Zr(质量分数，%)合金的显微组织和力学性能。结果表明，Al-Mg-Mn接头的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为(191±3) MPa、(315±1) MPa和(4.8±1.9)%，Al-Mg-Mn-Sc-Zr 接头的分别为(288±5) MPa、(391±2) MPa 和 (3.4±1.0)%。相比Al-Mg-Mn接头，Al-Mg-Mn-Sc-Zr接头晶粒更细小、平均取向差角更低、小角度晶界百分数更高。两种接头的断裂位置均位于焊核区(WNZ)，在该“最薄弱微区”内，Al₃(Sc_1-xZr_x)纳米粒子的平均尺寸为(9.92±2.69) nm，可提供有效奥罗万和晶界强化，使 Al-Mg-Mn 接头的屈服强度提高97 MPa。
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  快速获得7055铝合金淬火敏感温度区间的新方法及机理

  盛晓菲,贺存孝,程亚娟,饶晓晓,何国爱,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 36-45.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66088-6

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  采用一种省时、节约资源的变温热处理(ATHT)新方法，基于硬度与电导率，获得喷射沉积7055铝合金的淬火敏感温度区间。此外，通过透射电子显微镜(TEM)表征ATHT期间的显微组织演变。 研究表明，7055合金的ATHT是一个溶质原子随着温度的升高而析出和再溶解的过程。当温度达到200 ℃时，合金的硬度急剧增加，电导率适当增加。随着温度升高到400 ℃以上，电导率从峰值迅速下降，表明溶质原子回溶加速，同时，在基体内η''''强化相逐渐转变成η平衡相。通过对硬度曲线和电导率曲线的分析，得出当前合金淬火敏感性温度范围为200~400 ℃，这与传统分级保温法测得的结果一致。
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  微量Ca添加对铸造Mg-Sm-Gd基合金显微组织与力学性能的影响

  管凯,张景怀,杨强,李柏顺,巫瑞智,孟健

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 46-58.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66089-8

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  主要通过透射电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和拉伸测试研究微量Ca元素对Mg- Sm-Gd-Zn-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金中主要第二相为Zn元素富集的Mg₃RE相，Ca元素添加不仅可以细化晶粒，还可以促进Mg₅RE相和溶质原子富集的层错形成。此外，共格界面表明Mg₃RE相可以作为Mg₅RE相的形核位点，这些均有利于合金力学性能的提高。
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  超声振动对含LPSO结构的Mg₉₈Y_1.0Ni_0.5Al_0.5合金显微组织与力学性能的影响

  吕书林,赵第甲,计效园,郭威,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 59-66.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66090-4

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  低Y、Ni含量的LPSO结构增强镁合金具有低成本、优异力学性能的特点。为进一步提升其综合力学性能，掺杂Al元素及熔体超声振动处理是可行的途径。通过扫描电子显微镜、能谱分析、透射电子显微镜、X射线衍射和纳米压痕测试研究掺杂Al元素后低Y、Ni含量的Mg₉₈Y_1.0Ni_0.5Al_0.5合金的显微组织，对比超声振动对显微组织与力学性能的影响。掺杂Al后LPSO结构的含量降低，且在块状LPSO结构相邻处析出圆整的Al₂NiY相。Al₂NiY 相与LPSO结构和Mg基体在界面处均不共格。通过对熔体施加超声振动处理后，Al₂NiY相被有效细化为短片状，并均匀分布在基体中，阻碍微裂纹的产生和扩展，从而提高Mg₉₈Ni_0.5Y_1.0Al_0.5合金的力学性能。与未经超声处理Mg₉₈Ni_0.5Y_1.0Al_0.5合金相比，其极限抗拉强度和伸长率提升至187 MPa和7.9%，分别增长21.4%和105.7%。
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  Mg-6Zn-3Sn合金的均匀化热处理及其对显微组织和力学性能的影响

  刘艳辉,马鸣龙,李兴刚,李永军,石国梁,袁家伟,张奎,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 67-78.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66091-6

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  利用DSC、OM、XRD、SEM、TEM、维氏硬度计和万能试验机，研究Mg-6Zn-3Sn合金均匀化过程中的显微组织和力学性能演变，分析合金过烧的原因和扩散动力学，确定合金的均匀化制度。结果表明，单级均匀化处理后，Mg₂Zn₃相分解，同时伴随着Mg₂Sn相的析出。当均匀化温度上升到350 ℃时，Mg₂Zn₃相导致合金的过烧。合金合适的均匀化制度为(335 ℃，24 h) + (400 ℃，6 h)。在双级均匀化过程中，合金的硬度持续下降，力学性能呈现先升后降的趋势，这与Zn和Sn原子的固溶和Mg₂Sn相的析出有关。
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  Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在压缩变形中的滑移系激活规律和塑性变形不均匀性

  江志伟,尹冬弟,万有富,倪然,周浩,郑江,王渠东

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 79-94.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66092-8

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  为了定量和统计地了解高性能铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr(质量分数，%，GW103)合金在室温单轴压缩变形中滑移系的激活规律和塑性变形不均匀性，对时效状态的该合金进行详细的滑移迹线分析和基于取向差的电子背散射衍射(EBSD)分析。在2%塑性应变后，根据鉴别的滑移迹线的相对比例，激活的滑移模式首先为基面áa？滑移(73.3%)，其次是柱面áa？滑移(15.8%)，然后是二级角锥面ác+a？滑移(6.9%)，最后是一级角锥面áa？滑移(4%)。尽管大多数激活的滑移系表现出较大的施密特因子(m)值(>0.3)，但值得注意的是，一些硬取向(m<0.1)的滑移系也被激活。对于大多数表现出极大几何必需位错(GND)密度的晶界，至少满足以下条件之一：晶界取向差角(GBMA)较大；相邻晶粒间特定滑移模式m_max之差较大。晶粒的塑性变形不均匀性(GND密度的大小/分布)与是否能观察到滑移迹线无关。晶内取向分布(GOS)和/或平均GND密度与m_max (对于特定滑移模式)没有明显的相关性。
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  ZK61M高强镁合金板热变形过程中的韧性断裂预测

  杨柳,段永川,官英平,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 95-106.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66093-X

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  为了预测ZK61M高强镁合金板热变形过程的韧性断裂行为，在一定条件下进行实验和数值模拟。基于获得的各试件断口处的应力状态参数和断裂应变数据，采用粒子群优化算法求解4种断裂模型中的待定系数。依据误差评估结果，确定改进的Wilkins模型精度最高。将改进的Wilkins模型引入有限元中，并与实验进行对比。结果表明，预测的拉伸件断裂位移和断裂载荷的平均误差均小于15%，预测的圆筒形件成形深度的平均误差为13.88%，建立的有限元模型可以较为准确地模拟实验过程并预测断裂位置。
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  硼化物原位自生增强TiAl基复合材料的组织演化、热变形行为及加工工艺设计

  李明骜,李娟,周涛,胡励,时来鑫,陈玉勇,徐丽娟,肖树龙,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 107-127.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66094-1

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  硼元素添加造成的相转变和硼化物析出等因素会对原位TiAl基复合材料显微组织演化及热变形行为产 生影响。利用等温压缩实验、扫描电子显微技术以及透射电子显微技术等研究材料的动态再结晶和动态回复机制, 并计算出其表现变形激活能为691.506 kJ/mol。在1100~1200 ℃温度区间，再结晶γ和α晶粒的形核长大分别主导α₂→α相转变温度上、下的热变形行为。α相的动态回复主导材料在1250 ℃低应变速率下的热变形行为；同时，硼元素会提高α相含量, 降低γ→α和α₂→α相转变温度, 进而促进加载过程中回复α相晶粒的形核长大。根据新建的本构模型，对TiAl基复合材料的变形机制和加工工艺进行详细阐述。
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  Nb/Mn/Si合金化的β-γ钛铝合金循环氧化行为

  赵鹏翔,李小兵,邢炜伟,陈波,马颖澈,刘奎,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 128-140.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66095-3

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  利用扫描电子显微镜、电子探针、电子背散射衍射和X射线衍射，研究Ti42Al1.5Mn3Nb0.1B合金和 Ti42Al1.5Mn3Nb0.1B0.2C0.2Si合金在750~850 ℃下的循环氧化行为。两种合金的氧化增质曲线大致符合抛物线规律，且在800℃的氧化速率常数较Ti42Al5Mn1W合金的降低。在所有的实验温度下，两种合金表面都生成保护性良好的氧化膜，没有开裂或剥落发生。Nb的添加会抑制TiO₂的生长，促进Al的选择性氧化，使合金形成致密的Al₂O₃层。另外，微量Si元素的添加进一步提高合金的抗氧化性，使其生成更为致密的Al₂O₃层，在氧化过程中进一步抑制氧的内扩散，降低合金的氧化增质，且其效果在高温下更加明显。
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  电解液成分对等离子体电解氧化TC4合金腐蚀行为和摩擦学性能的影响

  杨翠萍,孟宪泽,李鑫冉,李哲轩,严豪杰,伍廉奎,曹发和,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 141-156.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66096-5

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  在TC4合金表面制备4种典型等离子体电解氧化(PEO)涂层，研究电解质组成对PEO涂层腐蚀行为和摩擦学性能的影响。结果表明，PEO涂层的腐蚀行为和摩擦学性能与电解质成分密切相关。在含NaH₂PO₂的电解液中制备的PEO涂层由于内氧化膜较致密而具有最好的耐蚀性能，而在含NaAlO₂的电解液中制备的PEO涂层由于含有Al₂O₃而具有最好的摩擦学性能。为制备具有良好耐蚀性和耐磨性的PEO涂层，以NaH₂PO₂和NaAlO₂为电解液主要成分制备了复合PEO涂层。
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  低层错能镍基单晶高温合金压缩行为和变形组织的温度相关性

  杨文超,屈鹏飞,刘晨,曹凯莉,秦嘉润,苏海军,张军,任翠东,刘林

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 157-167.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66097-7

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  在室温至1000 ℃的范围内，研究温度对一种低层错能镍基单晶高温合金压缩行为和变形组织的影响。研究结果表明，压缩行为和变形组织均表现出温度相关性。室温下该合金具有较高屈服强度，600 ℃时屈服强度有所下降；随后，随着温度的升高，屈服强度持续增加，并在800 ℃时达到最大值；在800 ℃以上时，屈服强度迅速降低。通过透射电子显微镜观察揭示合金变形机制。位错缠结和位错对塞积是室温下屈服强度较高的主要原因。在600 ℃时，变形机制从反相畴界切割向堆垛层错切割转变，这导致屈服强度略有下降。在800 ℃时，变形机制以堆垛层错切割为主，而Lomer-Cottrell锁和不同方向堆垛层错之间的反应导致最大的屈服强度。在900 ℃及以上时，虽然仍存在一些层错，但主要变形机制为位错绕过机制。最后，讨论变形机制和压缩行为的温度依赖性。
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  等离子体控制优化激光烧结Ni₃₀Cr₂₅Al₁₅Co₁₅Mo₅Ti₅Y₅高熵合金涂层的显微组织与性能

  颜雪,徐健晏,管相合,韩冰源,张诚,崔自若,梁文萍

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 168-188.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66098-9

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  提出一种激光诱导等离子体的主动抑制方法，以优化Ni₃₀Cr₂₅Al₁₅Co₁₅Mo₅Ti₅Y₅高熵合金(HEA)涂层表面激光烧结(SLS)的晶体结构和摩擦学性能，该过程采用脉冲激光和不同保护气体。结果表明，无保护气体或He气氛下的电子温度(T_e)和等离子体射流体积均高于Ar-He气氛下的。SLS过程中发生明显的相变和金属原子扩散，α-AlFe₃、α-AlNi和γ-AlFe₂Ni化合物沉淀形成冶金结合。等离子体通过逆韧致辐射(IB)吸收较低能量加强激光与HEA之间的相互作用，使涂层显微硬度增加，动态摩擦因数降低，这说明等离子体控制对激光增材制造存在重要影响。
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  60NiTi合金的热压缩变形与显微组织演变

  陈东,杨倩如,杨纳川,王檬,徐强,吴静远,姜雁斌,李周,肖柱,魏海根

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 189-200.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66099-0

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  采用Gleeble-3500热模拟试验机对在变形温度500~650 ℃和应变速率0.001~1 s^-1条件下的60NiTi合金进行热压缩变形，分析其热变形行为和显微组织，建立变形本构模型，绘制热加工图。结果表明，当压缩温度升高或应变速率降低时，峰值应力减小。合金的热变形激活能为327.89 kJ/mol，热加工工艺参数为变形温度600~650 ℃和应变速率0.005~0.05 s^-1。当变形温度升高时，合金的再结晶程度增大；当应变速率增大时，位错密度和孪晶数量增大，Ni₃Ti相易于聚集；Ni₃Ti析出相有利于诱发合金基体的动态再结晶。动态回复、动态再结晶和孪生是60NiTi合金热变形的主要机制。
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  (Sn_1-xZn_x)₅₇(In_0.78Bi_0.22)₄₃低熔点无铅焊料的微观结构表征

  张天宇,程 清,竺恒宇,魏琴琴,徐先东

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 201-208.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66100-4

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  为了寻求一种应用于三维集成电路低温焊接的无铅焊料，基于多组元混合的概念设计并表征(Sn_1-xZn_x)₅₇- (In_0.78Bi_0.22)₄₃ (x=0.10, 0.15, 0.20，摩尔分数，%)四元合金。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和差示扫描量热仪研究合金的显微组织、热性能和润湿性。结果表明，合金由金属间化合物BiIn₂、In_0.2Sn_0.8和富Zn固溶体组成。随着Zn添加量的增加，BiIn₂和富Zn相的体积分数增加。合金的熔点低至70 ℃，源自低熔点金属间化合物 In_0.2Sn_0.8和BiIn₂的形成；合金具有良好的润湿性，润湿角约为40°。在合金和Cu板的界面结合处形成一种薄而坚韧的Cu₅Zn₈层，提高焊点可靠性。研究表明，通过多组元混合概念设计合金可以有效提高焊料的焊接性能。
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  基于领域知识辅助的机器学习方法对软磁金属玻璃性能的预测

  李鑫,单光存,赵鸿滨,石燦鴻

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 209-219.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66101-6

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  提出一种领域知识辅助的机器学习方法，实现对软磁金属玻璃饱和磁化强度(B_s)和临界尺寸(D_max)的预测。基于公开的实验数据，建立软磁合金数据库。提出一个通用的特征空间，适用于面向不同预测任务的机器学习模型训练。结果表明，机器学习模型的预测能力比基于物理知识的估计方法精度更高。此外，领域知识辅助的特征选择可在有效减少特征数量的同时，不显著降低模型的预测精度。最后，对软磁金属玻璃临界尺寸的二分类预测进行讨论。
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  ZrC-SiC-MoSi₂涂覆C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料在氧乙炔焰下的烧蚀行为及机理

  邵萌萌,陈招科,王馨爽,文青波,熊 翔

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 220-230.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66102-8

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  为进一步提高C/C复合材料在不同烧蚀环境下的烧蚀性能，采用浆料刷涂法在C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料上制备Zr含量分别为34%和60%(质量分数)的ZrC-SiC-MoSi₂涂层，并且利用氧乙炔焰研究涂层C/C-SiC-ZrC复合材料在3种不同氧气及乙炔流量下的烧蚀行为。结果表明：随着Zr含量的增加，涂层内部的ZrC和SiC颗粒尺寸明显减小，且颗粒分布更加均匀。Zr含量为60%的涂层线烧蚀率随氧气和乙炔流量的增加而增加，而Zr含量为34%的涂层线烧蚀率随氧气和乙炔流量的增加，先增加后降低。此外，详细讨论ZrC-SiC-MoSi₂涂层在不同条件下的烧蚀机理。随着氧气和乙炔流量的增加，主要的烧蚀机制由氧化变为氧化和蒸发的结合作用，最后变为氧化、蒸发及剥蚀的结合作用。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  钦杭成矿带中段钨锡与铜多金属矿床的深部探测

  戴前伟,段 旦,刘 飚,吴堑虹,严家斌,孔 华,陈社发,宗 琦,汤钰御

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 231-253.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66103-X

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  联合使用野外与显微构造调查、断层中方解石微量元素与C-O同位素分析、岩脉中锆石U-Pb定年与广域电磁测深来重建钦杭成矿带中段构造-岩浆成矿的时空演化过程与揭示其成因联系。研究结果表明，存在4期构造变形事件：D₁变形为东西向挤压，D₂变形为从SE向NW的逆冲，D₃变形为NW到SE的伸展事件，伴随着大规模的花岗岩体侵位以及与之有关的钨锡与铜铅锌成矿，D₄变形为成矿后的右型走滑。另外，在野外露头与深部钻孔中发现两期方解石，第二期稀土配分型式主要为LREE富集型，具有低的δ¹⁸O_SMOW值(9.78‰~12.3‰)，与矿床中方解石的稀土配分型式一致，证实断层中第二期方解石与钨锡和铜铅锌成矿关系密切。广域电磁剖面进一步揭示~5 km深度的构造-岩浆岩矿床的几何学特征，花岗岩体的区域断层侵入。推测浅部的钨锡与铜铅锌矿体往深部(1.5~4 km)具有稳定的延深。因此，地表调查、地球化学分析与广域电磁测深结合的方法在覆盖区对钨锡与铜铅锌矿床的深部探测十分有效。
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  传感器阵列对岩体微震/声发射源定位精度的影响

  黄麟淇,吴 欣,李夕兵,王少锋

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 254-274.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66104-1

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  随着开采深度增加，岩体动力灾害日益突出。微震监测已成为岩爆、顶板坍塌等岩体动力灾害监测的重要技术手段。传感器阵列布设作为信号采集的第一步，严重影响信号源的定位精度。讨论和总结有关由传感器阵列布设引起的微震(MS)和声发射(AE)震源定位误差的重要研究，并分析传感器数量、传感器布设形态以及传感器与震源距离对MS/AE源定位精度的影响机制。随后，结合工程实践和实验室测试，给出传感器阵列的一些布设原则，并通过现场应用进行验证。另外，综合考虑影响传感器阵列布设数量、形状和距离的因素，找到最优布置方案，可大幅度改善信号采集效果，提高信号源定位精度。最后，对提高MS/AE源定位精度所面临的挑战和传感器阵列方面相应的应对策略进行展望。
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  樟叶提取物作为新型环境友好抑制剂在白钨矿与方解石浮选分离中的应用

  潘祖超,张伊升,胡俊杰,焦芬,覃文庆,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 275-284.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66105-3

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  采用简单的物理方法，直接榨取樟叶汁液作为白钨矿和方解石分离的抑制剂。通过接触角测量、傅里叶转换红外光谱测试和原子力显微镜研究樟叶提取物中活性成分及其抑制机理。浮选试验表明，樟叶提取物对方解石有较强的抑制作用，对白钨矿的抑制作用较小。原子力显微镜检测证实方解石表面吸附有樟叶提取物的有效成分。红外光谱结果表明，吸附在方解石表面的组分含有大量的羟基，这些羟基使方解石疏水。Zeta电位和红外光谱结果表明，樟树叶提取物在方解石表面的吸附量远大于在白钨矿表面的吸附量。樟叶提取物在白钨矿和方解石浮选分离中具有潜在的应用价值。
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  白云鄂博混合型稀土精矿在惰性气氛下的热分解行为

  孟德亮,黄小卫,冯宗玉,王猛,夏超,赵岩岩,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 285-292.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66106-5

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  为了开发和应用白云鄂博混合型稀土精矿的先进冶炼技术，采用Kissinger公式、TGA-DSC和XRD等分析方法，研究在氮气氛下白云鄂博混合型稀土精矿的热分解行为，包括热分解动力学、物相变化规律、铈氧化效率以及物相变化对稀土浸出率的影响。结果表明：在500~550 ℃焙烧时，焙烧质量损失率约10%、热分解活化能(E_a)为148 kJ/mol。550 ℃焙烧2 h，白云鄂博混合型稀土精矿中氟碳铈矿完全分解，并转化为稀土氧化物和氟氧化物，铈氧化率最大值为0.58%。600 ℃焙烧2 h，稀土最大浸出率达49.1%。
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  铜闪速熔炼渣中砷的赋存状态和浸出毒性

  张惠斌,王亚楠,朱殷斌,任鹏,胡彬,徐圣航,曹华珍,周俊,郑国渠

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 293-303.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66107-7

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  铜冶炼含砷炉渣的高效安全处置取决于对其含砷物相及其浸出毒性的准确认识。采用X射线荧光光谱、X射线衍射、电子探针显微分析、扫描电子显微术和选择性逐级提取法对铜熔炼渣中的含砷物相进行鉴定，并基于对炉渣中不同含砷物相的选择性逐级提取结果探讨渣中砷浸出毒性的可能来源。结果表明，砷以水溶性砷、铜砷金属间化合物、铜砷硫化物以及固化在铁橄榄石和硅酸盐玻璃相中的砷等形式赋存在熔炼渣中。浮选过程可以去除熔炼渣中的水溶性砷并回收铜砷金属间化合物，降低渣尾矿的砷浸出毒性，使其符合USEPA和SEPA标准要求。
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  超声空化作用下高温合金废料中战略金属的浸出机理

  王龙,孙元,王诗洋,张廷安,吕国志

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 304-314.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66108-9

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  为提高高温合金废料中战略金属的回收效率，提出一种超声辅助浸出工艺。在超声辅助浸出过程中，浸出时间为60 min时，高温合金废料中Re、Ni、Co、Al、Cr和W的浸出率分别为92.3%、95.2%、98.5%、98.7%、97.5%和27.2%，明显优于常规浸出工艺中浸出时间为120 min时的浸出效率。高温合金废料中战略金属浸出效率的提高可归因于超声空化作用下产生的物理和化学协同作用。超声空化的物理作用可以阻止高温合金废料表面溶解层的形成，促进浸出液与高温合金废料接触，从而提高高温合金废料中战略金属的浸出率；而超声空化的化学作用可以促进HCl-H₂O₂体系中羟基自由基的产生，从而增强浸出体系的电位，促进体系中Re向ReO₄^-的氧化反应过程。
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  铟的还原浸出动力学及分步沉淀选择性分离

  李存兄,张兆闫,张耀阳,邓志敢,吉文斌,林晓坦

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 315-324.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66109-0

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  开展硫化锌精矿还原浸出高铁锌浸出渣高效浸铟及浸出液中铟选择性分离的研究。结果表明：在固体物料粒度74~105 μm、反应温度 90 ℃、浸出时间300 min、硫酸浓度1.4 mol/L的条件下，铟的浸出率达95%以上。采用收缩核模型对还原浸出动力学进行分析，不同条件下的浸出实验结果表明反应受穿过固体产物层的扩散控制，活化能为17.96 kJ/mol，相对于硫酸浓度的反应级数为2.41。铁粉置换沉铜过程铜和砷的沉淀率均达99%以上。98%以上的铟从含高亚铁离子浓度的硫酸锌溶液中选择性分离，获得铟含量约为2.4%的富铟渣，经酸浸-萃取-电积工艺流程进一步处理后可得到纯铟。
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  直接酸浸-溶剂萃取法从废油加氢催化剂中回收钒和镍

  滕青,杨志超,王洪君

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(1): 325-336.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66110-7

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  采用直接酸浸-溶剂萃取法从废油加氢催化剂中选择性萃取分离钒和镍。钒(IV)和镍(II)的萃取分离分为两步：钒和镍的酸浸以及溶剂萃取。首先，通过酸浸实现钒和镍的高效浸取，浸出率分别为88.07%和75.58%。其次，逆流萃取实验表明，在酸性环境下以P204作为钒的高效萃取剂进行三段萃取，钒的萃取率为99.21%，而镍和铁则不萃取。钒萃取余液经氨水-硫酸铵脱铝预处理后，在氨介质中以LIX84-I作为镍的高效萃取剂进行三段萃取，镍的萃取率为99.79%。这种钒镍回收的工艺流程不仅可以实现钒和镍的分离回收，而且可以实现试剂的循环利用。