中国有色金属学报（英文版）

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肖冠菲,姜巨福,王迎,刘英泽,张颖,郭保永,何震,鲜希睿

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3235-3249.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66330-7

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通过触变挤压工艺对热挤压态7075铝合金深腔圆筒形零件进行成形，分析等温温度和保温时间对成形件显微组织和力学性能的影响。通过正交试验优化T6热处理工艺参数，研究T6热处理对成形件显微组织和力学性能的影响。结果表明，通过触变挤压可以成功成形表面光滑的深腔圆筒形零件，成形温度和加热时间对成形件的金相组织有显著影响。T6热处理可以大大提高深腔圆筒形零件的力学性能，最优的T6热处理工艺参数为：465 ℃固溶16 h，150 ℃时效16 h。当半固态坯料在600 ℃加热10 min后，成形的深腔圆筒形零件具有最佳的综合力学性能，其极限抗拉强度为573.57 MPa，伸长率为13.44%，显微硬度为HV 187.12。

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冷喷摩擦复合增材制造6061铝合金的显微组织、力学性能和腐蚀行为

刘志浩,韩鹏,王文,关肖虎,王智,方园,乔柯,叶东明,蔡军,谢迎春,王快社

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3250-3265.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66331-9

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采用冷喷摩擦复合增材制造(CFAM)技术制备6061铝合金块体材料。采用OM、SEM和EBSD对冷喷涂(CS)和CFAM试样的显微组织进行表征，通过显微硬度、拉伸和腐蚀实验研究两者的力学性能和腐蚀行为。结果表明，与CS试样相比，CFAM试样的显微组织更加致密和均匀，晶粒细小等轴，平均晶粒尺寸为3.1 μm，显微硬度、极限抗拉强度和伸长率分别提高了22%、171%和683%。CFAM试样的腐蚀电流密度比CS试样低95.1%~97.8%，腐蚀机理由CS试样的点腐蚀转变为晶间腐蚀。

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单辊驱动轧制对Al-5.6Zn-2.5Mg-1.4Cu铝合金显微组织、织构和力学性能各向异性的影响

Amir KAZEMI-NAVAEE, Roohollah JAMAATI, Hamed JAMSHIDI AVAL

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3266-3281.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66332-0

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研究在单辊驱动轧制Al-5.6Zn-2.5Mg-1.4Cu合金过程中，材料显微组织和织构的变化，并详细研究其力学性能各向异性与显微组织和织构的关系。对样品固溶处理后立即进行单辊驱动轧制，厚度减薄率分别为10%、20%、40%和60%。通过光学和扫描电子显微镜对显微组织进行表征，通过X射线衍射仪对织构进行表征，并对拉伸力学性能进行分析。结果表明，减薄率为40%和60%的轧制样品，其面内各向异性值从固溶处理合金的11.6% 分别显著降低到2.4%和3.1%。这是由于旋转立方织构的形成减小了总的织构强度以及动态再结晶过程中新晶粒的形成。由于样品中晶粒形貌和织构不同，样品轧制方向(RD)比横向(TD)的屈服强度高。沿RD存在的几个较强取向导致沿RD (0°)的 Portevin–Le Chatelier (PLC)效应明显低于沿HD (45°)和TD (90°) 的。随着厚度减薄率的增大，织构强度减小，导致RD、HD和TD之间的应变硬化率差异减小。而对于减薄率为60%的样品，其RD、HD和TD的断裂面无差异，说明其断裂行为为各向同性。

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辊弯成形下塑性应变对挤压态6063 T66铝合金型材疲劳性能的影响

Tomasz TOMASZEWSKI, Micha？ STOPEL, Andrzej SKIBICKI, Jan SEYDA, Tomasz PI？TKOWSKI

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3282-3294.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66333-2

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分析从辊弯成形型材区和预应变材料取样的材料的拉伸塑性应变。利用概率Weibull累积分布(P-S-N曲线)近似高周疲劳的实验数据。利用LS-Dyna程序和实验数据对辊弯成形进行数值模拟，建立疲劳寿命预测模型。材料的循环行为表明，随着静态失效水平的增加，疲劳寿命分布减小。断裂表面的断口形貌分析表明，由于晶界附近的位错积累，拉伸预应变的晶间裂纹水平增加。所提模型预测结果与概率散射带具有良好的相关性 (误差低于10%)。

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20 mm厚AZ31镁合金厚板搅拌摩擦焊接接头的显微组织演变及强化机制

刘强,王文,彭湃,张婷,韩鹏,关肖虎,王智,乔柯,蔡军,王快社

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3295-3308.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66334-4

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采用搅拌摩擦焊焊接20 mm厚AZ31镁合金板材，并沿厚度方向分5层对接头的显微组织和力学性能进行表征。结果表明：焊接温度和温降速率的不同导致搅拌区晶粒尺寸不均匀，且在材料流动行为的作用下，接头不同区域形成不同强织构。此外，接头各层的屈服强度和抗拉强度从上表面至下表面整体呈逐渐增加的趋势，伸长率沿接头厚度方向首先由9.5%升高至10.5%，然后逐渐降低至6.0%。整体接头的抗拉强度达到母材的88.5%。接头的主要强化机制为细晶强化。

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电解液pH值对镁合金表面灌注液体型光滑多孔表面耐腐蚀性能的影响

姚文辉,詹国祥,陈勇花,秦洁,吴量,陈燕宁,吴嘉豪,蒋斌,AndrejATRENS,潘复生,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3309-3318.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66335-6

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在AZ31镁合金表面制备灌注液体型光滑多孔表面(SLIPS)，从而为镁合金提供腐蚀防护。将粗糙多孔的层状双金属氢氧化物(LDH)作为纳米容器，用以盛放液体润滑液。通过调节电解液的pH值，获得用于构筑SLIPS的最佳LDH膜层。研究不同pH值对SLIPS表面形貌、表面润湿性和电化学行为的影响规律。结果表明，当pH值为10.5时，所制备的MgAl-LDH膜层厚度最大，为3.51 μm，其可盛放最多的硅油，质量高达0.22 mg/mm²，使得该MgAl-LDH膜层所构筑的SLIPS可为镁合金提供最优的腐蚀防护性能，腐蚀电流密度最低，为3.72×10^-9A/cm²。另一方面，与超疏水表面相比，无论在电化学测试还是在长期浸泡试验中，SLIPS均可为AZ31镁合金基体提供更好的腐蚀防护。镁合金耐腐蚀性能的提高将进一步促进其在实践中的广泛应用。

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激光立体成形和超声冲击混合制造Ti60合金的显微组织和性能

陈文婧,黄春平,刘丰刚,梁仁瑜,刘奋成,杨海欧

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3319-3331.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66336-8

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采用激光立体成形(LSF)和超声冲击处理(UIT)混合制造的方法，通过逐层强化表面，改善Ti60合金的结构和性能。采用SEM、TEM和XRD分析并比较UIT前后LSF处理Ti60样品的显微组织、力学性能和阻燃性能。结果表明，UIT后LSF处理Ti60合金的晶粒得到细化，冶金缺陷减少。同时，UIT后沉积层严重变形，并在表面形成纳米晶体。此外，沉积层表面显微硬度提高，残余应力由拉应力变为压应力。烧蚀坑面积减少了21%，Mo，Nb和Zr元素的比例增加。综上所述，LSF和UIT的混合制造可以改善LSF处理Ti60样品的显微组织和性能。

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晶粒尺寸和温度对工业纯钛变形机制的影响

陈才,韩冬生,宋玉涛,王名川,李玉胜,徐舜,杨森,刘吉梓,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3332-3347.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66337-X

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为了研究晶粒尺寸和加工温度对工业纯钛变形行为的影响，分别在室温和液氮温度下对平均晶粒尺寸为2、9、23和51 μm的样品进行单轴拉伸实验，采用背散射电子衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜技术(TEM)表征样品的显微组织和织构。结果表明，室温条件下位错滑移是主要的变形机制，而液氮温度下拉伸的样品中有丰富的变形孪晶被激活，其中包括{10 2}拉伸孪晶、{11 }压缩孪晶和{11 }-{10 2}二次孪晶。这揭示液氮温度条件下塑性变形模式从位错滑移到动态孪生的转变，这也是具有较大晶粒尺寸的样品在液氮温度下依然具有优异力学性能的主要原因。另外，还提出了一种改进的Hall-Petch关系式，可用于在液氮温度条件下定量表征平均晶粒尺寸和孪晶对工业纯钛拉伸屈服强度的影响。

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β锻造Ti-6Al-4V合金力学性能各向异性

翁涵博,黄森森,杨杰,齐敏,马英杰,王宇翔,许道奎,邱建科,雷家峰,龚斌,杨锐,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3348-3363.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66338-1

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研究β锻造Ti-6Al-4V(Ti64)合金拉伸性能和断裂韧性的各向异性。对饼材不同取向的显微组织和晶体学织构进行分析，同时研究取样方向对拉伸性能、断裂韧性的影响。结果表明，Ti64饼材原始β晶粒呈扁平状。室温下合金主要由α相构成，β锻造后β→α相变产生的多个α相变体导致α相织构强度较低。力学性能各向异性的主要影响因素为原始β晶粒形貌以及与α织构相关的滑移。采用J积分阻力曲线法测定合金的起裂韧性，并将起裂韧性K_JIC分为内在韧性和外在韧性。内在断裂韧性各向异性主要与原始β晶粒对裂纹尖端塑性区范围的影响相关；外在断裂韧性主要与α片层与集束对裂纹曲折程度的影响相关。

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团簇式方法设计具有高比强度的Ti-7Al-2V合金

朱智浩,刘田雨,宋梦凡,陈志鹏,张爽,董闯,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3364-3375.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66339-3

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基于团簇式设计方法，采用激光增材制造工艺制备一种近α型Ti-7Al-2V合金，其比强度优于Ti-6Al- 4V合金的比强度。该合金的成分式为α-{[Al-Ti₁₂](AlTi₂)}₁₅+β-{[Al-Ti₁₄](V₃)}₂：其特征在于α结构单元比例提高为15/17(相对于Ti-6Al-4V的12/17)，使合金成分偏向α-Ti；通过V元素合金化，提高了β-Ti结构单元稳定性。该合金具有良好的激光增材制造成形性。沉积态下，该合金的显微组织由细网篮组织区、粗网篮组织区和超细α魏氏组织区构成。其中，粗网篮组织区的表面粗糙度明显低于细网篮组织区和超细α魏氏组织区的表面粗糙度。细网篮组织区的α相分布相比于粗网篮组织区更加均匀。该合金的抗拉强度为971~1005 MPa，屈服强度为891~921 MPa，伸长率为4.5%~6.6%，均与Ti-6Al-4V的相近，尤其是该合金的比强度为224~232 kN·m/kg，优于Ti-6Al-4V合金的比强度。

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两种高能束焊TC4合金接头的低周疲劳性能比较

龙健,张林杰,朱磊,张黎旭,吴军,庄明祥

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3376-3386.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66340-X

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比较30 mm厚Ti6Al4V钛合金真空电子束焊接和激光摆动填丝焊接头的低周疲劳性能。测试结果表明，电子束焊接头的低周疲劳性能接近母材，而激光填丝焊接头的低周疲劳性能明显不如电子束焊接头和母材。通过研究两个接头的母材、热影响区和焊缝区的显微硬度，发现电子束焊接头的焊缝区显微硬度与母材的接近，但均低于热影响区的显微硬度，而激光填丝焊接头的焊缝区明显弱化。

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Ni80A高温合金等温压缩过程中低能孪晶界密度在时空域的分布及演化

赵江,权国政,张钰清,熊威

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3387-3405.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66341-1

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调控合金热变形中低能晶界(Σ3ⁿ孪晶界)密度是提高合金晶界相关性能的重要手段。为揭示在电热成形过程中孪晶界密度的分布、演化及其与晶粒尺寸和储能相关的内在机制，建立电-热-力多场、宏微观多尺度耦合有限元模型。一系列Ni80A高温合金在等温压缩过程中的模拟结果表明：在加热和保温阶段，孪晶界密度基本不变；在压缩阶段，孪晶界密度先快速增加而后倾向于降低。等温压缩样中孪晶界密度的分布在高温和中等应变速率下更加均匀。与细晶粒尺寸、高储能及高动态再结晶程度相对应的热变形参数区间有助于提高孪晶界密度。

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Si和C的添加对Fe_2.5CoNiCu高熵合金显微组织和力学性能的影响

吴健,邱欢,朱和国,谢宗翰,成家林

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3406-3417.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66342-3

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为了评估非金属元素(Si和C)对Fe_2.5CoNiCu高熵合金显微组织演变和力学性能的影响，采用真空感应熔炼法制备Fe_2.5CoNiCuSi_x (x=0.1~0.3，摩尔分数)和Fe_2.5CoNiCuC_x (x=0.15~0.4，摩尔分数)两种系列高熵合金。结果表明，C和Si的加入显著促进BCC/FCC双相向单一FCC结构的转变，且添加C对BCC/FCC组织演变的影响更明显。Fe_2.5CoNiCuSi_0.2 高熵合金具有较高的硬度(HV 439.5)和抗拉强度(868 MPa)，这与固溶强化和晶粒细化作用有关。随着C含量的增加，Fe_2.5CoNiCuC_x 高熵合金的硬度和强度均增加，这是碳化物的形成和固溶强化所致。这表明在高熵合金中添加非金属元素(C或Si)是提高合金强度和硬度的可行途径。

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合金元素Zr对Cu-Y₂O₃复合材料组织和性能的影响

秦永强,庄翌,罗来马,张一帆,吴玉程,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3418-3426.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66343-5

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通过机械合金化和放电等离子烧结制备Cu-Y₂O₃和Cu-Y₂O₃-Zr复合材料，并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电导率和拉伸实验对其组织和性能进行系统研究。研究发现，复合材料的显微组织对其力学性能和电导率具有很大影响。电学性能的改善可归因于共格Y₄Zr₃O₁₂粒子的形成和Cu₄Zr相的优先成核，它们分别改善了Y₂O₃和Cu基体之间的界面以及降低了位错密度。此外，Cu-Y₂O₃-Zr复合材料的屈服强度为265.6 MPa，极限抗拉强度为301.0 MPa，伸长率为23.6%，电导率达到92.0% (IACS)。

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添加In对SAC305焊料显微组织和性能的影响

任晓磊,王云鹏,赖彦青,史淑艳,刘晓英,邹龙江,赵宁

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3427-3438.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66344-7

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在Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)焊料中熔入0.5%~10%(质量分数)的In粉以改变钎料的显微组织，进而改善焊料的性能。实验结果表明：β-Sn(In)、Ag₃(Sn,In)和Cu₆(Sn,In)₅相存在于所有的含In钎料中，在SAC305-10In焊料中发现了InSn₄物相。随着In含量的增加，β-Sn晶粒形核点增加，其形核模型由{101}转变为{301}，从而细化β-Sn晶粒，使得β-Sn的形态由粗大晶粒转变为交错晶粒，最后转变为多晶粒。结果表明，这种β-Sn晶粒形态转变引起细晶强化与固溶强化的联合作用，使得SAC305-xIn焊料的显微硬度随着In添加量的增加而显著升高。

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在两步CeO₂修饰的多孔YSZ-Al₂O₃管上制备高渗透性和热稳定性Pd膜

杨宇昕,李新中,梁骁,陈瑞润,郭景杰,傅恒志,刘冬梅

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3439-3451.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66345-9

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采用化学镀技术在经过不同修饰方式后的多孔YSZ-Al₂O₃管上沉积Pd膜。采用SEM、AFM、XRD和气体渗透测试方法研究不同修饰方式对多孔YSZ-Al₂O₃管表面质量及Pd复合膜渗透性能的影响。结果表明，经两步CeO₂修饰后，多孔YSZ-Al₂O₃管表面具有更小的孔径分布和粗糙度。经两步CeO₂修饰后的多孔管上沉积的Pd膜在500 ℃、700 kPa压差下具有更高的氢渗透流量(0.549 mol·m^-2·s^-1)和H₂/N₂选择性(14241)。不同热循环测试和1000 h持久渗透测试结果表明，在经两步CeO₂修饰后的多孔管上沉积的Pd膜具有较高的渗透稳定性。

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含碳纳米管包覆Co₉S₈微球的高性能铵离子电池正极材料

黄玉柱,幸琳,裴双,周伟,胡宇杰,邓维娜,陈亮,朱海,陈晗

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3452-3464.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66346-0

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构建Co₉S₈/碳纳米管(Co₉S₈/2CNTs)涂层微球，并成功将其应用于水性铵离子电池。在Co₉S₈微球中引入碳纳米管可增加电子传导性，缩短NH₄⁺离子的扩散距离，并提高对循环过程中体积变化的缓冲能力。因此，Co₉S₈/2CNTs 微球在0.1 A/g条件下具有112 mA·h/g的可逆容量。此外，研究了Co₉S₈/2CNTs中伴随着可逆相变产物CoSO₄·6H₂O的形成和分子间氢键的形成/断裂的铵离子储能机理。

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二维Mo₂TiC₂ MXene材料对调节MgH₂储氢性能的催化作用

章浩宇,田贵宾,吴富英,姚振东,郑家广,张刘挺

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3465-3475.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66347-2

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通过刻蚀Mo₂TiAlC₂合成二维Mo₂TiC₂ MXene材料，并将其与MgH₂复合以调节MgH₂的储氢性能。Mo₂TiC₂的掺杂使MgH₂的初始放氢温度从330 ℃显著降低至187 ℃。等温放氢性能测试表明，MgH₂+ 9% Mo₂TiC₂(质量分数)复合材料在300 ℃时4 min内可快速释放6.4%(质量分数)的氢气。对于吸氢反应，完全脱氢的MgH₂+9% Mo₂TiC₂在175 ℃时5 min内吸收了6.5%(质量分数)的氢气。经过计算，MgH₂+9% Mo₂TiC₂的放氢反应活化能为(135.6±1.9) kJ/mol，吸氢反应活化能为(46.1±0.2) kJ/mol。20次循环后，MgH₂+9% Mo₂TiC₂复合材料的储氢容量损失1.0%(质量分数)。显微组织分析表明，Mo₂TiC₂中的Mo使MXene的稳定性增强、循环过程中活性Ti的生成量减少，从而导致催化剂的催化效果不如Ti₃C₂。

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地震波成像揭示云南省的热液活动和成矿环境

孙娅,邓士林,柳健新,SyedMuzyanSHAHZAD,陈波,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3476-3486.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66348-4

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采用双差定位层析成像方法揭示S波速度结构，显示大规模低速异常主要集中在10~25 km深度的小江断裂带和丽江-小金河断裂带周围；而在川滇块体中南部区域存在一个明显的高速异常，这与峨眉山大型火成岩省分布区域范围一致。根据地质和地球物理资料，推断小江断裂带和丽江-小金河断裂带下的低速异常与来自青藏高原中部的下地壳流动有关。然而，峨眉山地区中部存在明显的高速异常，与峨眉山大型火成岩区一致。峨眉山下方的与地幔柱相关高速异常会阻碍地壳流动，从而使得地壳流被限制在深大断裂带附近。结果还发现多种矿产资源主要集中在大型断层和低速带上，表明下地壳流动和大型深部断层为流体成矿和矿床沉积提供了条件。

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不同三维应力条件下硬岩巷道围岩的破坏特征及能量分布

陶明,赵瑞,赵华涛,王一清,曹文卓,王少锋

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3487-3502.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66349-6

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为了研究开挖巷道围岩在不同三维应力条件下的破坏特征，采用TRW3000岩石真三轴电液伺服试验系统对含圆孔花岗岩试件进行三轴加载试验，并利用微型高清摄像系统实时记录圆孔附近的失效过程。结果表明，低应力条件下，圆孔内壁主要发生层裂破坏；高应力条件下，圆孔周边主要发生岩爆破坏。增加水平方向的应力可以抑制围岩发生岩爆。进一步数值模拟不同应力条件下圆孔周边的应变能密度(SED)演化过程。模拟结果表明，随着水平应力的增加，圆孔周边的SED分布逐渐减小；圆孔周边SED分布与实验记录的损伤分布基本一致，主要表现为蝶形、耳形和环形分布。

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界面耦合的PbSO₄溶解和PbS沉淀及其对铅矾硫化浮选的影响

李佳磊,李广利,刘志成,宁帅,刘瑞增,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3503-3513.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66350-2

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通过浮选试验、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)系统研究铅矾浮选中的硫化机理。浮选试验证明硫化钠对铅矾浮选具有活化作用；但必须控制硫化钠浓度，以避免过量硫离子对浮选的抑制。XPS、拉曼光谱和UV-Vis DRS结果表明，用硫化钠水溶液处理铅矾时，PbSO₄被PbS取代。FESEM观察结果显示硫化过程中PbSO₄的溶解和PbS纳米粒子的沉淀。因此，可认为铅矾与硫化钠水溶液的反应是通过界面耦合溶解–沉淀机制进行的：在与硫化钠水溶液接触时，铅矾溶解将Pb²⁺和SO₄^2–释放到流体边界层中，该流体边界层相对于PbS相变得过饱和；然后，PbS纳米粒子在铅矾表面成核并生长。生长在铅矾表面的PbS纳米颗粒可以提高铅矾的可浮性。

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采用还原-磁化焙烧法从高铁锌焙砂中选择性浸出锌

张添富,韩俊伟,刘森,刘维,李琛,焦芬,覃文庆

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3514-3528.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66351-4

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为实现高铁锌焙砂中锌的选择性浸出，提出一种将还原焙烧与磁化焙烧相结合以强化铁酸锌选择性分解的新工艺。通过热力学分析和焙烧实验，详细研究铁酸锌的分解机理。结果表明，在8% CO(体积分数)、750 ℃、50% CO/(CO+CO₂)(体积分数)和90 min的最佳还原焙烧条件下，锌焙砂中94.65%的铁酸锌被还原分解为氧化锌和氧化亚铁。随后，还原焙砂在450 ℃的空气气氛中磁化焙烧30 min后，焙砂中的氧化亚铁被选择性地磁化为四氧化三铁。磁化焙砂经低酸浸出后，焙砂中93.62%的锌被浸出进入溶液，而90%以上的铁以磁铁矿的形式富集在浸出渣中，浸出渣中的铁可通过磁选法进一步回收。

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锌精矿高压釜硫酸浸出条件下的表面活性剂及其混合物：表面活性剂选择和实验室测试

E. B. KOLMACHIKHINA, T. N. LUGOVITSKAYA, M. A. TRETIAK, D. A. ROGOZHNIKOV

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3529-3543.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66352-6

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通过浸出实验和对浸出产物的粒度、相成分等的后续分析研究表面活性剂及其混合物对锌精矿加压浸出效果的影响。所用表面活性剂为木质素磺酸盐(Lignosulfonate, LS)和十二烷基硫酸钠 (sodium dodecyl sulfate, SDS)。通过测量表面张力研究表面活性剂对人工模拟溶液表面活性的影响。结果表明，同时添加LS 和 SDS具有协同效应，导致表面张力降级。在一系列加压浸出实验中，研究表面活性剂及其混合物浓度(С_LS/SDS=0.2~0.8 g/L)、温度(T=120~140 ℃)、氧分压(p_O₂=0.5~0.7 MPa)和时间(t=20~120 min)等参数对溶液中锌、铁、铜和铟浸出效果的影响。根据研究结果确定的锌精矿浸出的最优参数为：С_LS=0.6~0.8 g/L、С_SDS=0.2~0.6 g/L、p_O₂=0.5 MPa、T=140 ℃和t=100~120 min。在最优条件下溶液中的锌、铟、铜和铁的浸出率分别为 93%~94%、65%~66%、64%~68%和48%~49%。

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铜复杂资源造锍熔炼过程中MgO对铜锍和二氧化硅饱和铁硅渣相平衡的影响

田苗,王琼琼,王亲猛,李伟,郭学益,

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3544-3559.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66353-8

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采用高温平衡实验及电子探针微区分析方法研究铜复杂资源中MgO对造锍熔炼平衡体系铜锍及熔炼渣成分(FeO_x-SiO₂-MgO)的影响。结果表明，在1300 ℃、p(SO₂)=10 kPa熔炼条件下，增加熔炼渣中MgO含量可降低渣中FeO的活度，进而降低渣中氧分压(p(O₂))、减少铜在渣中化学溶解损失量；同时，渣中FeO活度降低可促进铜锍中FeS氧化进渣，提高铜锍品位。在高硅渣型中，过量MgO易在渣中形成固相夹杂颗粒(Mg₂SiO₄-Fe₂SiO₄)，导致渣黏度升高、增加渣中铜损失。当熔炼温度由1200 ℃升至1300 ℃及p(O₂)为10^-6kPa时，FeO_x-SiO₂-MgO渣中MgO的最大溶解量由3%增至8% (质量分数)；渣中MgO含量增加时，可通过添加SiO₂熔剂调整渣型、升高熔炼温度，进而降低渣中固相析出物含量，改善熔渣性质。

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SO₄^2-对烟气洗涤废水镧盐除氟的影响

钟晓聪,陈晨,严康,张魁芳,王瑞祥,徐志峰

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3560-3569.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66354-X

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以La(NO₃)₃·6H₂O为沉淀剂从模拟烟气洗涤废水脱除氟离子。采用氟离子选择性电极、SEM、EDS和XRD研究SO₄^2-浓度和添加顺序对残留氟浓度和沉淀性质(质量、形貌、物相和成分)的影响规律。结果表明，在含SO₄^2-模拟烟气洗涤废水中生成的沉淀主要为不规则块状的LaF₃晶体。然而，沉淀中同时存在无定形态颗粒，推断其为La[SO₄]F。与LaF₃相比，La[SO₄]F中F/La化学计量系数更小，La原子利用效率更低。因此，随着模拟烟气洗涤废水SO₄^2-浓度增加，残留氟浓度上升。采用镧盐-SO₄^2-的添加顺序可以抑制无定形La[SO₄]F的生成，有利于降低残留氟浓度。当La/F摩尔比为1:3.0，依次添加La(NO₃)₃？6H₂O和SO₄^2-(0.02 mol/L)，可将模拟烟气洗涤废水氟离子浓度降至6.9 mg/L，低于排放标准。进一步提高La/F摩尔比，可以获得更低的残留氟浓度(< 2 mg/L)，然而可能导致La³⁺残留的风险。

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软铋矿Bi₁₂MnO₂₀的制备及利用超氧自由基提升其去除有机污染物光催化活性

湛菁,王焕伟,李启厚,王志坚,房鑫

中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(11): 3570-3582.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66355-1

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通过湿法球磨联合煅烧方法制备软铋矿型光催化材料Bi₁₂MnO₂₀，其光吸收能力覆盖200～2200 nm光谱范围。Bi₁₂MnO₂₀的晶体结构可以视为Mn⁴⁺掺入到亚稳立方γ-Bi₂O₃的四面体中所得，并且Bi₁₂MnO₂₀的能带结构中出现禁带宽度为1.25 eV的子带隙。这种能带结构的优化有利于Bi₁₂MnO₂₀光催化剂加速转化溶液中O₂为超氧自由基(·O₂^-)，以改善光催化降解过程中的电荷分离和转移。结果表明，在模拟阳光照射下，Bi₁₂MnO₂₀对pH 8溶液中浓度为10 mg/L的孔雀石绿降解率达到95%以上。经过4次光降解实验后，Bi₁₂MnO₂₀对孔雀石绿的降解率保持在74.9%。

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2023年, 第33卷, 第11期　刊出日期：2023-11-25

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