2023年, 第33卷, 第12期　刊出日期：2023-12-25

  

• 全选
  |

Materials Science and Engineering
• Select
  电子封装用Al-Si功能梯度材料的显微组织和性能

  周玮,王日初,彭超群,蔡志勇,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3583-3596.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66356-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过喷雾沉积法制备用于电子封装的双层和三层Al-Si功能梯度材料。结果表明，梯度材料具有致密的显微组织和良好的层间结合。三层梯度材料的抗弯强度高于双层梯度材料，以高Si含量层为承载面的H-L方向的抗弯强度高于以低Si含量层为承载面的L-H方向。所有梯度材料的导热系数均超过140 W/(m·K)，且其热膨胀系数没有明显的差异。经热冲击处理后，双层梯度材料出现的裂纹比三层梯度材料更多更大，这是由于界面上的高热应力和大尺寸Si颗粒因应力集中而趋于破裂。
• Select
  铝锂合金晶粒组织与拉伸性能的关系

  李昊然,邹智涛,李劲风,徐国富,郑子樵

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3597-3611.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66357-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  从新的视角对部分铝锂合金晶粒组织(织构和晶粒形状)与屈服强度和伸长率的相关性进行研究。研究材料包括2195、2A96、2A55及2050铝锂合金2 mm厚度薄板和5 mm与10 mm厚度板材以及厚度为80~85 mm具有不同厚度层的2297-T87 和2050-T83铝锂合金厚板。较高取向因子平均值( )一般对应较高的屈服强度，但存在一些例外。由于拉伸屈服时不同晶粒内启动滑移系数量不同，而且部分晶粒只发生转动，因此， 值计算时应在剔除无滑移系激活的晶粒并考虑最易激活滑移系的基础上进行修正及归一化处理。同时，晶粒形状对铝锂合金屈服强度有重要影响；尽管几乎发生完全再结晶，但晶粒长厚比增加时，晶粒转动困难，塑性屈服需启动更多滑移系，从而有利于提高铝锂合金屈服强度。另外，上述铝锂合金的伸长率与总等效滑移系数量及晶粒形状直接相关，增加总等效滑移系数量或降低晶粒长厚比低均有利于伸长率的提高。
• Select
  高压扭转过程中不混溶Al/Zn体系的机械合金化和相变

  陈琛,花安平,于俊杰,陈昱林,吉卫喜,钱陈豪,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3612-3624.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66358-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过高压扭转工艺(HPT)对两个半圆盘的纯铝和纯锌进行合金化处理以及合金化后的退火处理(PDA)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和分子动力学(MD)模拟研究Al-Zn合金的微观结构演变过程。结果表明，高压扭转处理的Al/Zn组件由纳米晶相和非晶相混合组成。变形产生的(0001)_Al//(111)_Zn特殊晶面取向促进了原子扩散，高固溶度的钉扎效应使位错密度达到2.17×10¹⁷ m^-2。Al-Zn合金中的晶体向非晶的转变可能主要归因于纳米晶、高扩散度和高局部位错密度。此外，结果表明，退火后结构呈现150~250 nm和500~900 nm的双峰粒度分布，并且在后续的PDA中晶界处出现锌原子富集。这种异质微观结构使材料的伸长率达到160%，展现出优良的塑性。
• Select
  大厚比Al/Mg/Al层合板的热轧工艺与性能

  李婷,王涛,刘文文,黄志权,姜正义,黄庆学,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3625-3640.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66359-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过热轧工艺制备初始厚度比(单层镁初始厚度与单层铝初始厚度的比值)为5~40的Al/Mg/Al层合 板。采用模拟和实验相结合的方法研究初始厚度比对Al/Mg/Al层合板的应力场、应变场、组织演变和性能的影响。结果表明，随着初始厚度比的增加，层合板的极限抗拉强度和屈服强度增加，界面结合强度和伸长率先增加后降低。当初始厚度比为20时，大厚比Al/Mg/Al层合板具有最佳的综合力学性能，界面结合强度(剥离强度)和伸长率达到最大值，其值分别为12.3 N/mm和23.32%。同时，从模拟和EBSD结果可以看出，当初始厚度比为20时，层合板的变形协调能力最好，铝侧织构转变为剪切织构。当初始厚度比达到40后，层压板的结合性能降低，镁合金的性能占主导地位。
• Select
  不同成分铝/铜双金属复合材料的热变形行为及其本构模型

  Amir Arsalan SHAYANPOOR, Hamid Reza REZAEI ASHTIANI

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3641-3660.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66360-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过等温压缩实验，研究Al/Cu双金属复合材料在400~500 ℃、应变速率0.001~0.1 s^-1条件下的热变形行为，并考虑复合材料成分体积分数(Al含量为30%~51%)的影响。采用Arrhenius模型和混合定律(ROM)模型建立新的本构方程。流变应力(FS) 实验表明，工艺参数和体积分数对复合材料的流变行为有影响，而Cu的体积分数对复合材料的高温流变行为影响更大。对于体积分数为51%、42%和30% Al的复合材料，建立的Arrhenius型本构方程和ROM模型的相关系数(R)分别为0.9826、0.9742和0.9718，其平均相对误差分别为 0.18%、1.69%和-0.84%。结果表明，新建立的本构模型能较好地预测双金属复合材料的热加工行为。最后，研究不同工艺条件下复合材料的显微组织，确定三种不同成分Al/Cu复合材料在不同温度、应变和应变速率范围内的主要热变形机制。
• Select
  热挤压和锻造制备高延性和高吸能超细晶粒Mg-Mn-Ce合金

  张宇修,张至柔,王春雨,康宏辉,HiromiNAGAUMI,杨续跃

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3661-3672.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66361-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用挤压和锻造低温变形方法制备高压缩延性和高吸能性超细晶粒Mg-0.9Mn-0.5Ce (质量分数，%)合金。首先将合金在温度为150 ℃、挤压比为12？1的条件下进行挤压；随后，在200 ℃下沿挤压方向进行真应变为1.2的锻造处理。采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜对合金的显微组织和塑性机理进行表征。结果表明，经低温挤压后合金组织由超细的动态再结晶晶粒和破碎的未再结晶晶粒组成，其平均晶粒尺寸为1.9 μm。在随后的锻造过程中，逐渐产生新的超细晶粒，获得均匀的超细晶粒组织，其平均晶粒尺寸为2.7 μm，织构强度也在锻造处理后减弱。均匀的超细晶粒组织和基面滑移使合金表现出较优的综合性能：压缩延性为45.0%，吸能为122.72 MJ/m³。
• Select
  引入梯度双模态组织提升挤压态AZ31棒材的拉伸性能

  尚琦,吴凡,陈红兵,张红菊,刘婷婷,郭宁,郭胜锋,宋波

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3673-3684.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66362-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用350 ℃下的往复扭转制备具有梯度双模态显微组织的镁合金棒。详细研究双模态显微组织对合金拉伸性能和变形机制的影响。梯度双模态显微组织的形成归因于不完全动态再结晶和扭转变形的特点。双模态结构对屈服强度的影响较小，但极大增加了峰值应力和拉伸延展性。由梯度双模态显微组织产生的大异质变形诱导的强化是应变硬化能力和拉伸延展性提升的原因。最后，讨论了相关的变形机制。
• Select
  Ti-1023合金自β相区慢冷过程中的显微组织演变及力学性能

  明 惠,朱程鹏,宋雪雁,张晓泳,周科朝

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3685-3698.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66363-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  系统研究Ti-1023 合金在以1 ℃/min 的冷却速度从单相区冷却到两相区的过程中的显微组织演变和力学性能。随着最终冷却温度的降低，在β基体上依次析出晶界α''''马氏体(α''''_GB)、晶界α相(α_GB)、魏氏体晶界α相(α_WGB)和魏氏体晶内α相(α_WI)。相应地，Ti-1023 合金的力学性能和变形机制也发生了显著变化。当最终冷却温度高于 700 ℃时，拉伸曲线出现明显的双屈服现象，并且伸长率大于 20%。而最终冷却温度低于700 ℃时，双屈服现象消失。这主要是由于随着α(α'''')析出相的增加，Ti-1023 合金的β稳定性增强，其室温变形机制逐渐从应力诱导的α"马氏体相变转变为位错滑移。此外，结合晶粒尺寸和析出相效应，分析Ti-1023 合金的强化机制。
• Select
  网状结构TiB_w/TA15复合材料热轧薄板的显微组织演变与力学性能

  钱健行,王克环,曾元松,付明杰,王富鑫,刘钢

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3699-3711.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66364-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过包套热轧方法，在1000和1100 ℃温度下热轧制备两张具有网状结构TiB_w/TA15钛基复合材料薄板。两张薄板的轧下率分别为86.7% (尺寸为932 mm × 393 mm)和89.3% (尺寸为987 mm × 461 mm)。两张热轧薄板的显微组织具有显著差异，薄板中的网状结构变成了具有扁平椭球单元的层状结构。相较于板坯，在1000和1100 ℃条件下热轧薄板的室温拉伸强度分别提高了26.4% (1398 MPa)和23.0% (1360 MPa)。在600 ℃拉伸试验中板坯和薄板的抗拉强度为561 MPa(板坯)、662 MPa (1000 ℃热轧薄板)和758 MPa (1100 ℃热轧薄板)。在650 ℃的拉伸试验中，1100 ℃热轧薄板的抗拉强度(553 MPa)最高。
• Select
  减少热输入对TIG自熔焊Ti-6Al-4V合金的影响

  Kamlesh KUMAR, Manoj MASANTA

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3712-3724.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66365-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用带有气体保护装置的TIG 自熔焊技术以对接接头结构形式焊接厚度为3 mm的Ti-6Al-4V合金板。在适当热输入条件下获得完全熔透的焊接接头后，结合较高焊接电流和扫描速度以减少热输入开展后续实验。对不同热输入条件下获得的焊接接头进行深入的显微组织分析。结果表明，显微硬度、拉伸强度和断裂强度之间存在强相关性。采用较低的热输入可以显著提高焊接接头的力学性能。这是由于在较低热输入条件下，热输入的变化导致初生α相、初生β相和马氏体α相发生改变，从而改善了焊接接头的力学性能。随着热输入从0.406 kJ/mm 降低到0.232 kJ/mm，焊接接头的拉伸强度和断裂强度分别从1020 和1015 MPa增加到1070和1950 MPa。在最小热输入(0.232 kJ/mm)的情况下，接头的拉伸强度达到基材的 98%。实验结果证明在低热输入条件下TIG焊焊接Ti-6Al-4V合金的潜力。
• Select
  孔结构对电子束粉末床熔融多孔钽支架变形行为及力学性能的影响

  郭瑜,陈超,潘彦明,汪强兵,吴琛,周科朝

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3725-3738.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66366-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用电子束粉末床熔融技术制备菱形十二面体、G7及简单立方3种孔结构的多孔钽支架。通过压缩试验、拉伸试验、三点弯曲试验及有限元模拟，研究孔结构对多孔钽支架变形行为和力学性能的影响。在压缩试验中，G7和简单立方结构的多孔钽支架以杆筋的屈服变形为主，而菱形十二面体支架以弯曲变形为主，导致菱形十二面体多孔钽支架的压缩强度较低。另一方面，菱形十二面体多孔钽支架具有较好的拉伸性能和弯曲性能。在拉伸变形和弯曲变形中，菱形十二面体多孔钽支架的最大应力分布均匀，均匀的结构变形使得杆筋断裂延缓；而G7和简单立方结构多孔钽支架由于应力集中在横杆上，变形初期即出现杆筋断裂。因此，应根据不同的力学性能需求，合理选择电子束选区熔化多孔钽支架的孔结构。
• Select
  多级形变热处理Cu-Ni-Co-Si-Cr-Mg合金的组织与性能

  秦柳馨,周涛,姜晓羽,王檬,胡锦辉,吴子潇,孟祥鹏,姜雁斌,李周,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3739-3755.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66367-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  设计并制备一种高强度、中等导电性的Cu-1.3Ni-1.2Co-0.7Si-0.3Cr-0.1 Mg合金。研究多级形变热处理对合金组织和性能的影响及其强化机制。结果表明，在时效过程中，高密度位错区和亚晶界处析出大量纳米级的β-Ni₃Si、δ-(Ni,Co)₂Si和Cr相颗粒，凝固过程中形成亚微米级Cr₃Si相。该合金的抗拉强度、屈服强度和电导率分别为882 MPa、857 MPa和46.7% (IACS)。通过强化模型的计算和强度测试，该合金的主要强化机制为析出强化、应变强化和亚结构强化。
• Select
  Sc添加对Al_0.2CoCrFeNi高熵合金显微组织、相演变及力学性能的影响

  孙元伟,王子懿,赵相金,刘仲礼,曹富华

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3756-3769.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66368-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用电弧熔炼法制备Al_0.2CoCrFeNiSc_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 摩尔分数)合金，研究Sc添加对合金显微组织、相演变和力学性能的影响。结果表明，Sc能细化晶粒、改变相类型以及提高合金的力学性能。相较于Al_0.2CoCrFeNiSc_0.1合金的晶粒尺寸(17.2 μm)，Al_0.2CoCrFeNiSc_0.3合金的晶粒尺寸仅为8.5 μm，减小了约50.6%。合金的晶体结构由FCC相演变为包括两种FCC相和一种BCC相的混合相。FCC相主要出现在富Co、Cr和Fe枝晶区域和富Ni和Sc枝晶间区域，而BCC相主要出现在富Al和Ni枝晶间区域。当Al_0.2CoCrFeNiSc_x合金中x值由0增加到0.3时，合金的屈服强度由167 MPa增加至717 MPa，提高了329.3%，这主要归因于晶粒强化、固溶强化和相演变。
• Select
  预测单相FCC高熵合金在宽温度范围内屈服强度的物理模型

  贺屹,李卫国,皮文丽,杨梦卿,董攀,张志清

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3770-3782.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66369-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对单相FCC高熵合金，开发一个基于物理背景的温度相关性屈服强度模型，该模型无拟合参数。模型考虑晶格摩擦应力、固溶强化、晶界强化、位错强化的温度相关性及其随温度的演化对合金整体屈服强度的 影响。结果表明，模型成功地捕获温度、材料参数和屈服强度之间的定量关系。仅通过使用在室温下容易获得的参数就可预测不同温度下合金的屈服强度。在宽温度范围(4.2~1273 K)内，可获取的17组实验数据验证了模型的准确性。此外，还定量分析和讨论4.2~1273 K范围内不同强化机制对屈服强度的贡献，提出提高温度相关性屈服强度的建议。
• Select
  球磨态La-Y-Mg-Ni合金的显微组织和储氢性能

  张巍,赵栋梁,张羊换,郭世海,祁焱

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3783-3796.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66370-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高La-Y-Mg-Ni合金的储氢性能，通过对铸态合金进行5~30 h的球磨，制备具有非晶和纳米晶结构的La_1.7Y_0.3Mg₁₆Ni合金，并研究显微组织对储氢性能的影响及其机理。结果表明，随着球磨时间的延长，合金的结晶度、晶粒尺寸和粒径减小，非晶相增加。纳米晶相和非晶相的双重调节作用导致储氢动力学性能先加快，后减慢。经过15 h球磨的合金具有最好的吸、放氢动力学特性，在373 K下10 min内可以吸收3.10%(质量分数)的氢气，其放氢活化能最低，为71.2 kJ/mol。球磨不同时间的合金的热力学性能的变化很小，球磨15 h后合金的放氢焓变最低，为72.9 kJ/mol。
• Select
  沉积温度对甲基硅烷化学气相沉积SiC涂层显微组织和烧蚀性能的影响

  胡祥龙,罗骁,杨鑫,谭瑞轩,黄启忠

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3797-3811.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66371-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以甲基硅烷(MS)为气源，采用化学气相沉积方法于不同温度下在石墨表面制备SiC涂层，并系统研究温度对SiC涂层的沉积速率、显微组织和抗烧蚀性能的影响规律。实验结果表明：当沉积温度为1000 ℃时，以MS为气源的SiC涂层的沉积速率为50~120 μm/h，远高于以甲基三氯硅烷为气源的沉积速率(5~10 μm/h)。当沉积温度较低(900~1000 ℃)时，以MS为气源所制备的SiC涂层整体光滑、平整，呈球形紧密堆积形貌；沉积温度较高(1100~1200 ℃)时， SiC涂层呈不规则菜花状颗粒堆积形貌，且微晶尺寸明显增大；当沉积温度为1000 ℃时，SiC涂层具有合适的致密性、粗糙度以及尺寸均匀的显微组织，同时，该涂层经2300 ℃等离子烧蚀80 s后，其质量烧蚀率和线性烧蚀率分别为0.0096 mg/s和0.3750 μm/s，显示优异的抗烧蚀性能。本研究为以MS为气源的化学气相沉积法制备SiC涂层提供一定的理论基础和技术支撑。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
• Select
  H酸单钠盐在石墨与闪锌矿浮选分离中的选择性抑制机理

  曾勇,王翠,何剑锋,华中宝,程恺,伍喜庆,孙伟,王丽,胡家城,唐鸿鹄,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3812-3824.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66372-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用纯矿物浮选实验、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试、Zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)分析和分子动力学模拟研究H酸单钠盐(HAMS)存在下石墨和闪锌矿的浮选行为和分离、抑制机理。在最佳浮选条件下，混合浮选精矿中闪锌矿和石墨的回收率分别为93.37%和4.98%。Zeta电位测试和XPS分析表明，HAMS大量吸附在石墨表面，而在闪锌矿表面几乎不吸附。FT-IR测试表明，HAMS在石墨表面没有明显的化学吸附。分子动力学模拟结果表明，HAMS中的萘环与石墨之间的疏水相互作用是导致HAMS吸附在石墨表面的主要原因。
• Select
  5-羟基辛烷-4-酮肟对孔雀石的浮选性能及吸附机理

  李方旭,林日孝,赵刚

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3825-3834.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66373-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高氧化铜资源的利用效率，以丁醛和盐酸羟胺为原料合成新型捕收剂5-羟基辛烷-4-酮肟(HOO)。通过浮选试验、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)分析和密度泛函理论(DFT)计算研究其浮选性能和吸附机理。浮选结果表明，与苯羟肟酸(BHA)相比，HOO具有捕收能力强和用量低的优点。FTIR和XPS的结果清楚地证明了HOO通过C—OH和C=NOH官能团与Cu原子之间键合形成铜-肟配比合物 (五元环和六元环螯合物)并吸附在孔雀石表面。此外，DFT结果表明，HOO能通过肟和羟基与铜原子配合形成双齿螯合物。
• Select
  成分和温度对HIsmelt中钒、钛和硅分配行为的影响

  张树石,王振阳,胡鹏,饶家庭,宗燕兵,逄靖

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3835-3846.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66374-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究HIsmelt冶炼钒钛磁铁矿过程中温度和成分对钒、钛和硅分配行为的影响，并探讨HIsmelt冶炼自然碱度钒钛磁铁矿的可行性。热力学计算表明，更高的炉渣FeO含量、碱度，更低的温度和铁水含C量有利于提高钒和钛元素的分配比。然而，降低炉渣碱度和FeO含量有利于渣铁中钛和钒资源的回收。建议在HIsmelt冶炼钒钛磁铁矿时，碱度保持在1.1～1.2范围内，温度在1400～1450 ℃范围内。结果表明，HIsmelt工艺冶炼自然碱度钒钛磁铁矿存在困难。
• Select
  硫化还原法协同回收铜冶炼渣中的铜、铅和锌

  田庆华,李中臣,王亲猛,郭学益

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3847-3859.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66375-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用硫化还原法从铜冶炼渣中协同回收铜、铅和锌。以黄铁矿为硫化剂，在还原气氛下选择性硫化回收渣中有价金属。通过热力学分析和实验，确定该工艺的可行性和可靠性。确定了最佳的实验条件：硫化剂黄铁矿添加量为铜冶炼渣质量的26%，焦炭添加量为铜冶炼渣总质量的6%，温度1350 ℃，熔炼时间3 h。在优化条件下，铜、铅和锌回收率分别为97.58%、89.91%和98.20%。清洁渣中铜、铅和锌含量分别为0.10%、0.01%和0.38%。铜锍相含铜7.28%，锌在气相、渣相和铜锍相中的分布比例分别为80.93%、10.09%和8.98%，铅在气相、渣相和铜锍相的分布比例分别为40.12%、1.79%和58.09%。铜锍相主要由Cu₈S₅、FeS和Cu、Pb、Fe等金属组成，渣中Fe₃O₄含量由19.50%降至2.97%。
• Select
  基于硫酸钠溶液电解的废旧镍氢电池全金属回收

  方加虎,何雨林,诸葛祥群,罗志虹,罗鲲,丁正平,刘晓腾,李义兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3860-3870.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66376-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出废旧镍氢(Ni-MH)电池全金属可持续回收的方法，分别用硫酸钠溶液电解获得的H₂SO₄和NaOH溶液作为浸出剂和沉淀试剂。电极材料在温和条件下浸出，超过99％的稀土元素在pH 1.0时以双硫酸盐的形式从溶液中沉淀，进而通过与NaOH反应转化为氢氧化物。在后续浸出液的纯化过程中，Al³⁺和Fe³⁺在pH 5.5时沉积，Zn²⁺和Mn²⁺用皂化D2EHPA-煤油从浸出液中萃取出来，形成两种具有工业价值的氢氧化物副产品。 Ni²⁺和Co²⁺在pH 9.5时沉淀，总回收率为97.5%。Na₂SO₄的总回收率达97％。这种金属回收方法可带来明显的经济效益，且闭环处理过程中无固体或液体废弃物。
• Select
  分子动力学模拟和实验研究铝屑脱油、水技术及机理

  王建文,张深根,刘波,沈汉林,陈宁,邬博宇,刘君,阎昭辉

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3871-3884.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66377-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过热重分析、扫描电子显微镜、响应曲面和分子动力学等方法，阐明铝屑脱油脱水的过程和机理。结果表明，铝屑表面切削液在200～300 ℃质量损失明显，超过400 ℃时被碳化。水、表面活性剂和油分子在室温下分层排列。表面活性剂中的O—H和水中的O原子之间分别在1.63、3.27和5.05 ？处存在强氢键、强范德华力和弱范德华力。随着温度的升高，弱范德华力相互作用消失，氢键减弱。超过277 ℃时强范德华力和氢键被破坏，导致水-表面活性剂-油分层界面的失稳及破坏。在370 ℃和3 cm装料厚度下加热70 min时，铝屑的油、水脱除率达99.7%。
• Select
  高掺量粉煤灰制备轻质高强陶粒

  王莉莎,王艳秀,孙伟,王成文,孟祥松,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(12): 3885-3898.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66378-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种从粉煤灰中制备高强轻质陶粒的方法，为粉煤灰的贮存和有效利用粉煤灰中SiO₂、Al₂O₃等有用物质提供一种潜在的解决方案。在热力学分析的基础上，结合复杂硅酸盐体系中的矿物转化，对冷却方法、焙烧工艺和原料配方进行改进，设计出高掺量(60%~90%，质量分数)粉煤灰烧结制备轻质高强陶粒的优化方法。在焙烧温度为1200 ℃、保温时间5 min的条件下，得到密度小于0.93 g/cm³、强度高达1.08 kN的陶粒。用该方法制备的陶粒比强度明显高于市场上随机购买的几种陶粒产品。