2023年, 第33卷, 第9期　刊出日期：2023-09-25

  

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Materials Science and Engineering
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  Sn诱导Al-4Cu合金中θ′相向θ相的相转变机制及其对合金高温强度的影响

  李广敬,潘星惠,廖恒成,郑基伟,杨墨瞳,钱龙杰,陆丽珍

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2559-2573.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66281-8

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  通过显微组织观察和拉伸试验研究添加0.02%Sn(质量分数)对Al-4Cu合金在573 K高温热暴露过程 (100 h)中θ′向θ相转变机制和高温强度的影响。研究结果表明，Sn微合金化能完全改变Al-4Cu合金在持久热暴露过程中θ′相向θ相的相转变机制。在未添加Sn的Al-4Cu合金中，棒状θ相在粗化后的盘状θ′相的表面形核和生长。然而，当添加少量Sn后，θ相首先在β-Sn颗粒上异质形核，然后形成粗大的针状相。由于Sn微合金化能提高Al-4Cu合金中θ′相的数密度并降低其尺寸，因此，Al-4Cu合金在T5状态下的室温和573 K高温下的屈服强度得到显著提高。然而，Sn微合金化能同时促进持久热暴露过程中θ′相向θ相的转变，导致Al-4Cu合金在热暴露后的高温(573 K)强度显著降低。
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  2195铝锂合金的温热低周疲劳行为和疲劳寿命预测

  孟子杰,张存生,吴承格,张豪,陈良,赵国群,闫海

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2574-2587.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66282-X

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  为研究2195 铝锂合金在温热条件下(100和200 ℃)的低周疲劳行为，首先进行应变控制的低周疲劳试 验。结果表明，合金的起始和中值寿命滞回环均呈现中心对称特征。在100 ℃、应变幅值为0.6%条件下的循环应力响应曲线表现出完全循环硬化特征，而其他条件下的循环应力响应曲线均呈先循环硬化、然后循环软化的循环特征。随后，采用多种低周疲劳寿命预测模型对2195铝锂合金疲劳寿命进行评价。结果表明，基于总应变能密度的寿命预测模型具有最佳的预测精度。最后，为揭示2195铝锂合金的疲劳断裂机理，对不同试验条件下合金的疲劳断口进行观察。结果表明，在100 ℃、应变幅值为0.6%的条件下，合金断面上的疲劳条纹十分明显，但随着试验温度和应变幅值的升高，合金断面上的疲劳条纹逐渐弱化。在温度为200 ℃、应变幅值为1.0%条件下的疲劳断口呈明显沿晶断裂特征。
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  Al-Mg-Mn-Er合金双面搅拌摩擦焊接头局部显微组织和强化机制

  刘海彬,王腾达,刘国元,谢述锋,褚少旗,谢 斌,杨胜利,王鹏云

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2588-2598.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66283-1

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  通过研究Al-Mg-Mn-Er合金双面搅拌摩擦焊接头的局部显微组织和强化机制揭示其软化机制。结果显示：焊核区形成细小等轴晶组织(5.61 μm)，而热机械影响区(45.32 μm)和热影响区(100.73 μm)仍为纤维状组织。从基体到焊核区，小角度晶界分数从75.6%降低到15.6%。退火效应导致位错密度从母材的1.8×10¹⁴ m^-2减小到焊核区的4.5×10¹² m^-2。焊核区、热机械影响区和热影响区Al₃(Er,Zr)析出相的平均尺寸和体积分数与基体的 (13.7 nm，0.13%)均接近。焊核区和热机械影响区的屈服强度最低，约为201 MPa；基体的屈服强度最高，约为295 MPa。位错强化和亚结构强化的损失是从基体到焊核区屈服强度降低的主要原因。
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  1050铝合金基板上Al-Mg-Si-Cu_(p)复合涂层的构建

  Hamed JAMSHIDI AVAL

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2599-2612.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66284-3

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  利用摩擦堆焊工艺在AA1050 铝合金基板上制备铜颗粒增强AA6061 铝合金基复合材料涂层。研究耗材棒的增强相含量和预涂层热处理条件对涂层显微组织和力学性能的影响。结果表明，使用T6处理的耗材棒和增加铜含量使摩擦堆焊过程的温度升高。随着铜粉含量的增加，使用经T6处理和固溶态耗材棒制备的涂层的平均晶粒尺寸均减小，且与T6处理相比，用固溶态耗材棒制备的涂层的平均晶粒尺寸细16%。当铜的质量分数增加至20%时，使用T6处理耗材棒和固溶态耗材棒制备的涂层的耐磨性分别比AA1050基板提高了28%和24%。此外，使用T6处理和添加20%铜(质量分数)的耗材棒制备的涂层的剪切强度、硬度和耐磨性分别比使用固溶态耗材棒制备的涂层提高了4%、8%和5%。
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  热处理对空心玻璃微球增强Mg-15Al-5Zn-1.5Cu复合材料力学性能和降解行为的影响

  刘林,于思荣,王炳英,朱光,刘恩洋

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2613-2630.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66285-5

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  通过热处理改善空心玻璃微球/镁合金(Mg-15Al-5Zn-1.5Cu)可溶复合材料的综合性能，采用金相显微镜和扫描电子显微镜等手段分析复合材料在热处理过程中的微观结构变化。通过压缩试验、浸泡试验和电化学测试等手段探究热处理条件对复合材料的力学性能和溶解行为的影响，并揭示其影响机理。结果表明，热处理主要通过影响Mg₁₇Al₁₂相和Al₂CuMg相数量、形态和分布影响复合材料的力学性能和溶解速率；经420 ℃固溶处理20 h和200 ℃时效处理24 h后，复合材料的基体晶粒组织和析出相分布更加均匀，成分偏析和残余应力被消除。获得了优异的综合性能，极限抗压强度、布氏硬度和断裂应变分别可达435 MPa、HB 124和8.3%，室温下在3% KCl(质量分数)溶液中的平均溶解速率可达151 mg/(cm²·d)，更有利于该复合材料在可溶井下工具中的应用。
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  ZIF-67膜在AZ31镁合金微弧氧化防腐涂层上的合成

  陈勇花,吴量,姚文辉,陈燕宁,吴嘉豪,袁媛,蒋斌,AndrejATRENS,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2631-2645.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66286-7

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  为了提高AZ31镁合金的耐蚀性和金属有机骨架MOFs涂层的结合力，通过在AZ31镁合金微弧氧化 (MAO)涂层上原位生长，制备MAO/ZIF-67(微弧氧化/钴基金属有机骨架)复合涂层。结果表明，具有菱形十二面体的ZIF-67在MAO涂层表面均匀生长，与基体具有良好的附着力，这使得MAO/ZIF-67复合涂层具有良好的耐蚀性。实验证明，ZIF-67能有效封闭MAO涂层的孔隙，增加腐蚀介质侵入路径的曲折度，显著提高镁合金的耐蚀性。此外，MAO预处理使涂层具有强的附着力，这更有利于ZIF-67密封微孔。本研究对于降低MOF涂层在所有金属基底上的应用限制具有重要意义。
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  难熔多组元Ti-Nb-Zr-W合金随成分变化弹塑性和扩散性能的高通量探索

  闻祝浩,林浩钦,陈伟民,KewuBAI,张利军

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2646-2659.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66287-9

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  组合材料合成和分析方法能够很好地描述Ti-Nb-Zr-W体系难熔多元合金的弹塑性和扩散特性。在1273 K温度固溶退火25 h后制备6组Ti-Nb-Zr-W四元扩散偶，并对其开展电子探针显微分析和纳米压痕测试。随后，采用Oliver-Pharr和反向分析算法等方法获得Ti-Nb-Zr-W体系宽广成分范围的随成分变化弹塑性。此外，采用机器学习和实用高效数值回归方法分别建立Ti-Nb-Zr-W体系体心立方相的弹塑性和互扩散系数数据库。同时，提出由杨氏模量与主互扩散系数之比所定义的热加工性能参数来评估热加工过程行为。最后，讨论难熔多元合金的耐磨性并进行实验验证。结果表明，低钨含量的富Ti难熔多元合金具有高硬度、良好的耐磨性、高应力和良好的热加工性能，而高钨含量并不能改善富Ti难熔合金的弹塑性。
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  热变形温度和预变形对(TiB+Y₂O₃)/近α钛基复合材料硅化物析出行为的影响

  连启豪,张长江,冯弘,杨振博,张树志,韩建超,王涛,彭凡,曹鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2660-2671.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66288-0

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  基于热压缩试验，研究变形温度和预变形对(TiB+Y₂O₃)双增强相近α钛基复合材料显微组织演变的影响。结果表明：热变形时析出的硅化物的尺寸随变形温度的升高而增大，但其析出数量呈先增加后减少的趋势。预变形使硅化物的析出位置由α/β界面或β块扩散到整个基体组织。动态再结晶是复合材料晶粒细化的主要原 因，由预变形引入的位错加速连续动态再结晶的进程。在变形时，位错在断裂的TiB_w和富集的Y₂O₃增强相周围大量增殖和聚集，推动局部晶粒的细化。不同于TiB_w和Y₂O₃对晶粒细化的影响，根据其分布位置的不同，纳米硅化物分别通过钉扎晶界和阻碍位错运动促进α晶粒的动态再结晶。
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  涂层厚度对镀铬锆合金界面结合力和力学性能的影响

  周腾,陈寰,岳雅楠,方修洋,张瑞谦,高雄,蔡振兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2672-2686.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66289-2

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  研究镀铬锆合金(Zr-4)的拉伸失效行为。通过对拉伸过程的实时观察，研究涂层厚度对界面附着力的影响。使用有限元分析和剪切强度理论定量评估Cr涂层的界面附着力。此外，还研究镀铬样品的裂纹扩展行为。结果表明，随着涂层厚度的增加，界面剪切强度和界面黏附性能下降。然而，对基材的保护作用随着涂层厚度的增加而增加。此外，涂层与基体界面处裂纹扩展的路径也随着涂层厚度的增加而变化。较薄涂层界面处的裂纹很容易扩展到基体中，造成局部损伤。较厚涂层的裂纹更容易沿界面扩展，导致黏合剂失效。
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  NiTi形状记忆合金在恒定应力和温度下保温过程中马氏体相变诱发的可恢复应变

  SergeyBELYAEV,NataliaRESNINA,ElenaDEMIDOVA,AlekseiIVANOV,ArturGABRIELYAN,AlexanderSHELYAKOV,VladimirANDREEV

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2687-2697.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66290-9

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  研究NiTi形状记忆合金在应力下等温保温过程中的应变变化。为了研究可恢复应变，对Ni₅₁Ti₄₉ 和 Ti_40.7Hf_9.5Ni_44.8Cu₅ 合金进行3种制度的保温处理，分别是：应力下冷却后在应力下保温(制度1)；无应力和载荷下冷却后在应力下保温(制度2)；具有双向形状记忆效应的样品在应力下保温(制度3)。结果表明，所有制度中，在应力下保温后样品均会发生应变变化。该应变在后续热处理或卸载后能恢复，因此表明应变变化是由等温马氏体相变引起的。这种等温应变取决于合金的化学成分、等温保温制度、应力和保温温度。Ti_40.7Hf_9.5Ni_44.8Cu₅ 合金(制度1)和Ni₅₁Ti₄₉合金(制度2)的最大等温应变分别为3.4% 和6.1%。制度3中的保温伴随着较小的应变(小于0.3%)。讨论储存弹性能对等温马氏体相变的影响，结果表明，当相变伴随着较小的储存弹性能时，等温应变较大。
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  离散铬纳米核对超薄铜箔剥离性能和电阻率的影响

  杨光,惠越,陈菊,李波,陈建华,刘铠,梁桂德,邓丁榕

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2698-2711.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66291-0

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  提出一种利用电化学沉积法制备Cr纳米离散晶核实现超薄铜箔剥离的策略。结果表明，该方法可以制备厚度约为1.34 μm的铜箔。Cr纳米离散晶核密度直接影响铜箔的剥脱性能、表面粗糙度和电阻率。当Cr纳米离散晶核密度为15.7×10⁹ cm^-2时，铜箔的剥离性能最好，电阻率为4.95×10^-7 Ω·m，比常规厚度为0.67 μm Cr涂层的电阻率低9.2%，比重铬酸钾涂层的电阻率低15.8%，抗拉强度超过248.80 MPa。
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  铸造Cu-La-Zn合金的强化及导热行为

  胡波,韩嘉璇,李德江,于铭迪,王静雅,王雪杨,李子昕,黄彧,曾小勤,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2712-2725.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66292-2

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  开发一种适合于压铸的高导热Cu-La-Zn合金，该合金的导热系数高达200~300 W/(m·K)，约为普通黄铜的两倍。分别定量研究铸态二元Cu-La (2.0%~4.5% La，质量分数)和三元Cu-2La-xZn (0~3.0% Zn，质量分数)合金中Cu₆La金属间化合物和Zn固溶原子对强化和导热行为的影响。结果表明：每增加1%(质量分数)的La或Zn，合金导热系数下降约34 W/(m·K)。Cu-2La-xZn合金中α-Cu基体的晶格常数随Zn固溶原子的增加由 3.6163 ？增加到3.6239 ？；在Zn原子的固溶强化作用下，α-Cu基体的硬度由1.495 GPa呈抛物线增加至1.597 GPa。根据基于显微组织的Maxwell-Eucken模型计算结果，确定Cu₆La的导热系数约为35.37 W/(m·K)；而每增加1% Zn(摩尔分数)的固溶原子，α-Cu基体的导热系数下降51.38 W/(m·K)。
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  TiB的添加对ZnAl合金改性的微观影响

  周玉琳,宋文豪,赖玉香,陈江华,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2726-2739.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66293-4

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  采用扫描电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和能量X射线谱，研究TiB的加入对锌铝共晶(ZA27)合金改性的微观作用。铸造一系列Zn-27Al-2Cu-0.02Mg-x(Ti+B) (x=0，0.01，0.02，0.05，0.10，0.20，质量分数，%)合金。研究结果表明，ZA27合金的硬度和强度随(Ti+B)含量的增加而提高，在(Ti+B)含量为0.05%时达到最高值。TiB改性剂可以细化初生α(Al)相晶粒，改变珊瑚状(α(Al)+η-Zn)共析组织的微观结构，这是ZA27合金力学性能提高的原因。改性后的共析组织表现出篮状和条状共析组织微观结构特点。初生α(Al)相晶粒的细化很可能与B在固-液界面上偏析引起的成分过冷有关。B和/或Ti参与共晶和共析反应，改变了共析组织的形态。
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  Zn-Sn-Cu-xNi无铅焊料合金的电化学腐蚀行为

  陈文静,叶楠,卓海鸥,唐建成,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2740-2750.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66294-6

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  通过铸造法制备Zn-30Sn-2Cu-xNi (x=0, 0.5, 1.0, 1.5，质量分数，%)无铅焊料合金，并研究该合金的微观组织演化及在0.5 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为。采用电位动力学极化和电化学阻抗谱(EIS)技术研究其电化学行为，以此评估Ni元素含量对Zn-Sn-Cu合金腐蚀性能的影响。通过观察腐蚀过程中合金表面显微组织的演变，分析Zn-Sn-Cu-Ni合金的腐蚀机理。结果表明，添加0.5% Ni由于形成致密而均匀的腐蚀层从而有效提高Zn-30Sn-2Cu合金的耐腐蚀性能，且其主要腐蚀产物为ZnO, Zn(OH)₂和Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O。当Ni含量达到1.0%和1.5%时，Zn-30Sn-2Cu合金的耐腐蚀性能下降，主要是由于(Ni,Cu)₅Zn₂₁ 金属间化合物与富Zn相之间的电偶腐蚀加速富Zn相的溶解。因此，Zn-30Sn-2Cu-0.5Ni焊料合金具有最佳的耐腐蚀性能。
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  铝-共晶镓铟锡复合材料水解制氢

  梁刚强,刘源,陈鹏飞,周灿旭,万坦,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2751-2760.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66295-8

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  提出一种利用铝和液态金属共晶镓铟锡(eGIS)持续产生氢气的新方法。以带有盲孔的圆柱体铝作为盛放液态金属的容器，通过水解释放氢气，而以eGIS作为触发反应的窗口，促进反应的进行。同时，对半固态Al-eGIS复合材料的显微组织、水解演化和产氢性能进行研究。结果表明，当eGIS沿晶界扩散到多晶铝中时，液态金属发生脆化现象，提高了水解过程中复合材料的反应活性，同时观察到In₃Sn和InSn₄第二相的形成，其有助于加快铝的水解。此外，Al-10wt.%eGIS和Al-20wt.%eGIS复合材料的水解转化率接近100%。样品应用于质子交换膜燃料进行性能测量，在0.54 W输出功率下稳定供电110 min。
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  高效析氢用花状MoS_xSe_2-x纳米复合材料的简便合成

  史海燕,汪异,王德志

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2761-2771.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66296-X

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  为了解决MoSe₂导电性差和活性位点有限的问题，通过简便水热工艺合成具有缺陷的三元MoS_xSe_2-x纳米片。结果表明，硫元素的引入，不仅提高了其电子转移能力，而且提供了更多的电催化活性位点。因此，优化后S/Se摩尔比为1:1的MoS_xSe_2-x(MoSSe)具有优异的电催化析氢(HER)性能，其Tafel斜率仅为47 mV/dec，在-10 mA/cm²下具有较低的过电位(-165 mV)，并且具有良好的耐久性。这项工作为更好地理解多因素调控在设计和合成MoSe₂基催化剂以提高其电化学活性方面提供了一条额外的途径。
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  优化水热合成提高ZnMn₂O₄阳极的储锂性能

  蔡珂星,罗绍华,丛君,李坤,闫绳学,侯鹏庆,王庆,张亚辉,刘忻,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2772-2783.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66297-1

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  为探讨制备条件对过渡金属氧化物负极材料电化学性能的影响，以硝酸锌和硝酸锰为原料，采用水热法合成了过渡金属氧化物ZnMn₂O₄负极材料。通过设计4因素3水平的正交试验，系统研究反应温度、反应时间、致密度、pH值等工艺参数对合成条件的影响。X射线衍射和扫描电镜证实ZnMn₂O₄具有微米级块状结构及 I4₁/amd空间群。在优化的制备条件下，Li/ZnMn₂O₄电池的首次放电比容量为933.1 mA·h/g，在0.1C倍率下循环100次后放电比容量仍为249.3 mA·h/g。正交优化后的样品具有良好的循环性能和倍率性能。
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  Ag-Zr-Y体系相平衡的实验测定与热力学计算

  金程刚,胡标,石愈超,盛绍顶,刘树红,杜勇,胡洁琼

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2784-2798.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66298-3

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  利用XRD、SEM-EDS技术研究Ag-Zr-Y体系在800、600和500 ℃的相平衡。测定Y在Ag₂Zr和AgZr相以及Zr在Ag₅₁Y₁₄、Ag₂Y和AgY相中的溶解度。在这些相图的等温截面中未发现三元化合物的存在。根据本研究和文献报道的实验数据，采用CALPHAD相图计算方法对Ag-Zr-Y体系进行热力学评估。采用置换溶液模型描述熔体相以及亚点阵模型描述二元化合物。通过优化得到一套自洽且能准确描述Ag-Zr-Y体系的热力学参数。计算几个代表性的等温截面和液相面投影图，并构筑Ag-Zr-Y体系的希尔反应图。计算结果与实验数据相吻合。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  基于水系沉积物地球化学采样的地形加权图卷积网络基岩填图方法

  张宝一,李曼懿,浣雨柯,UmairKHAN,王丽芳,汪凡云

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2799-2814.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66299-5

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  为了探索高效的第四系覆盖及露头较少区域的基岩智能填图方法，应用图卷积网络(GCN)对青海省察汗乌苏河地区水系沉积物地球化学采样的下伏基岩进行分类。基于Delaunay三角化采样点被组织为一个地形加权的有向图来表达水系沉积物地球化学采样点之间的河流上下游关系。实验结果表明：半监督的GCN模型仅使用了20%的采样点标签，分类精度达到68.20%(10类基岩)和78.31%(5类基岩)。该方法能有效利用水系沉积物地球化学采样中的元素含量进行基岩填图，且能提高基岩填图的效率并能进行大面积应用。
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  单轴加载下含共面双节理双层复合类岩试样的力学行为与破坏特征

  李骕,林杭,林奇斌,汪亦显,赵延林,胡惠华

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2815-2831.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66300-9

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  为研究节理与层理面对裂隙层状岩体裂纹演化的共同作用，对不同层理面倾角下，含多角度共面双节理的双层复合类岩试样进行单轴压缩试验和数字图像相关试验。由试验结果可知，层理面和节理对应力-应变曲线特征和强度参数有显著影响。试件的破坏模式分为4种不同类型。层理面的存在抑制了岩桥区域裂纹的贯通，层理面倾角的变化对裂纹扩展路径和破坏模式的转变有较大影响。对于层理面倾角为30°和45°的试件，节理倾角越大，层理面对试件破坏特征的影响越小。此外，观测到一种从层理面上萌生并且更容易在试件上层扩展的拉伸裂纹。
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  CaO对铁酸锌还原过程中锌迁移机制和动力学的影响

  王伟安,邱国兴,王建立,贺 芸,李小明

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2832-2842.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66301-0

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  研究CaO、还原时间和还原温度对Zn迁移机制和动力学模型的影响。结果显示，CaO通过促进中间产物ZnO在Fe和CaO混合物表面的析出和富集，提高锌的挥发率。添加CaO后，ZnFe₂O₄还原步骤为ZnFe₂O₄→ Ca₂Fe₂O₅→FeO→Fe。ZnFe₂O₄还原的挥发模型从一阶化学反应模型(不添加CaO)转变为三维扩散模型(添加CaO)，表观活化能从313.9 kJ/mol降低到91.77 kJ/mol，为锌的高效还原和挥发提供有利条件。
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  真空区域熔炼法制备高纯铝过程中杂质的分布

  段梦平,赵晋阳,徐宝强,孔令鑫,杨斌,万贺利,付程程

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2843-2852.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66302-2

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  提出一种真空区域熔炼法制备高纯铝的新工艺。通过确定平衡分配系数，研究杂质的轴向偏析。理论分析和实验结果表明，平衡分配系数k₀<1的杂质(Cu、Si和Fe)在铝锭尾部累积，而Ti (k₀>1)在铝锭首端累积。当熔区以1.5 mm/min的速度移动并进行15次区域熔炼后，杂质的去除率和铝的纯度最高。在铝锭中部，即距铝样首端140 mm处，铜、铁和硅的去除率均高于90%，钛的去除率高于75%，铝纯度高于99.999%。铝样品的纯度符合99.999% (5N)工业用高纯铝标准的要求。
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  铜电解精炼过程中银夹杂物的迁移规律及控制

  冯闻宇,曹华珍,沈宇坤,徐圣航,张惠斌,郑国渠

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2853-2865.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66303-4

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  通过热力学计算分析游离Ag⁺的还原行为，并通过电解实验研究Ag夹杂的控制工艺。结果表明，游离Ag⁺的放电还原无法避免。As、Sb和Bi所形成的漂浮阳极泥的夹带作用是造成AgCl和Ag胶粒在阴极铜中形成夹杂的关键因素。采用Sb₂O₃净化铜电解液，减少漂浮阳极泥，从而有效抑制了AgCl和Ag胶粒在阴极铜中的夹杂。在优化条件下，阴极铜中银含量降至7.5 mg/kg以下。
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  闪速吹炼炉内颗粒在不同操作参数下的分布与演化规律

  祝振宇,周萍,陈卓,周俊,万兴邦,张劲松,任鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(9): 2866-2878.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66304-6

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  通过开展工业试验揭示闪速吹炼炉内颗粒质量和粒径的分布与演化规律，同时研究不同配风参数对颗粒分布的影响。结果表明，颗粒在反应塔内的下落过程中，其平均粒径增长通常为2~3倍，且聚并后的大颗粒主要分布在料锥中部和外部；而导致该现象出现的原因是较高的湍流强度和颗粒分布密度、以及天然气燃烧的位置使该位置处颗粒升温熔融、并发生碰撞和聚并。另外，提高分散风与工艺风动量比能使物料颗粒在反应塔内的分布更加均匀，更有利于冰铜的氧化反应。相较于调整工艺风参数，改变分散风能更有效地提高颗粒的空间分布范围。