2024年, 第34卷, 第3期　刊出日期：2024-03-25

  

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  基于机器学习的Al-Zn-Mg-Cu合金快速设计

  隽永飞，牛国帅，杨 旸，徐子涵，杨 健，唐文奇，姜海涛，韩延峰，戴永兵，张 佼，孙宝德

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 709-723.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66429-5

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  提出一种基于机器学习的合金快速设计系统(ARDS)，以定制所需性能的合金制备策略或预测制备策略所对应的合金性能。为此，分别对3种回归算法：线性回归(LR)、支持向量回归(SVR)和人工神经网络(BPNN)进行建模和比较以训练多性能预测模型。其中，应用SVR构建的机器学习模型被证明是最佳的。然后，基于生成对抗网络(GAN)模型原理，构建Al-Zn-Mg-Cu系铝合金快速设计系统(ARDS)。对ARDS的预测可靠性进行验证。结果表明，为了能够获得准确的制备策略，系统中极限抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)和伸长率(EL)的输入上限分别约为790 MPa、730 MPa和28%。此外，基于ARDS预测结果，制备了一种性能优异的新型铝合金材料，其UTS为764 MPa、YS为732 MPa、EL为10.1%，进一步验证了ARDS的可靠性。
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  铝中小空位团簇稳定性的第一性原理研究

  苏恬莉，孔祥山，陈 良，赵国群，张存生

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 724-736.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66430-1

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  空位团簇是铝合金中最常见的缺陷之一。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究铝中孔洞、层错四面体(SFT)和{111}平面上的空位板等小空位团簇的能量学，发现文献报道的单空位形成能的显著差异主要与它们所使用的交换相关泛函数有关，LDA是Al中单空位形成能最可靠的近似，其次是PBE、PBEsol、PW91和AM05。本文结果证实Al中的双空位在能量上是不稳定的。此外，任何结构中小于5的空位团簇相对于相应数量的孤立单空位都是不稳定的。SFT是大多数小空位团簇中最稳定的结构，其次是孔洞和空位板。这些结果有助于理解实验观测到的铝中空位团簇的尺寸分布。
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  Cu含量和热处理工艺对Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金显微组织和力学性能的影响

  贾志宏，周广文，周宏宇，刘 飞，丁立鹏，翁瑶瑶，向开云，赵海东

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 737-754.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66431-3

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  采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现，虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸，但是Cu添加将促进凝固过程中含Cu初生相 (Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆和θ-Al₂Cu) 的形成，从而提高合金性能。合金中形成5种不同结构的初生相，包括共晶Si、α-Al(Fe,Mn)Si、β-Mg₂Si、Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆和θ-Al₂Cu相。随着Cu含量增加，θ相的面积分数迅速增加，α-Al(Fe,Mn)Si相面积分数首先降低，随后缓慢增加，而Q相的变化趋势与α-Al(Fe,Mn)Si相相反。这些初生相在热处理过程中会出现不同的演变规律。在随后的时效处理过程中，Q？和θ？相的协同析出能显著提高合金的时效硬化潜力。
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  时效处理对2195 Al-Li合金挤压型材腐蚀行为的影响

  李 辉，王志文，付 绒，黄元春

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 755-768.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66432-5

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  对2195铝锂合金分别进行欠时效(UA)、峰时效(PA)、双级时效(DA)和回归再时效(RRA)处理，观察并讨论其显微组织、晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)和应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明，合金经不同时效处理后，其IGC和EXCO耐蚀性顺序为：RRA>UA>DA>PA。PA和UA态的低耐蚀性主要是T₁相在晶界处连续析出形成连续的腐蚀通道引起的，而粗大不连续析出的T₁相以及较宽的无析出带导致的腐蚀通道中断是RRA态具有最佳耐蚀性的原因。RRA态合金表现出最好的抗应力腐蚀性能，抗应力腐蚀顺序为：RRA>DA>UA>PA。晶间T₁相的不连续析出促进了腐蚀裂纹穿过晶界进行扩展，从而提高了2195铝锂合金的抗应力腐蚀性能。
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  增大冷速和退火对Al₅₀Ni₅₀合金耐蚀性能的改善

  刘瀚泽，闫芝成，陈 其，张 昊，冯 玉，齐志港，王兆萱，潘少鹏，贾义勇，王伟民

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 769-785.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66433-7

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  通过周向速度(S_c)分别为21和42 m/s的熔带甩带法制备单相Al₅₀Ni₅₀条带，然后采用多种实验方法研究在不同温度下退火Al₅₀Ni₅₀条带的显微组织和腐蚀行为。随着S_c从21 m/s提高到42 m/s，相应的铸态和退火条带的(100)晶体取向因子F₍₁₀₀₎增大，再结晶的障碍减少以及钝化膜的总电阻增大。S_c=42 m/s的铸态条带比21 m/s的铸态和退火的条带具有更稳定、更致密的Al₂O₃钝化膜，并可以通过在700 ℃退火进一步提升。因此，提高冷却速率和选择适当温度进一步退火可以提高AlNi条带的耐腐蚀性能。
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  热压制备Ni/Al微叠层复合板的协调变形行为和气压胀形成形性

  鲁羽鹏，殷宏亮，席先铮，孟令健，林 鹏，梁 伟

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 786-797.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66434-9

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  为了制造NiAl合金复杂薄壁构件，采用真空热压法制备一种新型Ni/Al微叠层复合板(NAMCS)。基于不同温度的单向拉伸试验，研究Ni/Al微叠层复合板的力学性能。为了阐明Ni/Al微叠层复合板的单向拉伸协调变形机制，通过扫描电子显微镜对不同拉伸应变下的变形组织进行表征。结果表明，在5%应变、室温和300 ℃条件下，NiAl₃层和Ni₂Al₃层中形成了一些裂纹。在600 ℃和20%应变条件下，在NiAl₃层观察到一些微孔。样品在78.7%的拉伸应变断裂时，Ni₂Al₃层也未出现裂纹，表现出良好的协调变形能力。Ni/Al微叠层复合板的高温自由气压胀形试验表明，600 ℃ 时其极限胀形比(极限胀形高度与凹模直径之比)达到33.3%，表现出良好的成形性。
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  Zn和Gd元素含量和比例对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响

  黄玉川，张泉达，欧阳思杰，孙福臻，孙家伟，李蕙宇，吴国华，陈培军，刘文才

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 798-811.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66435-0

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  研究Zn和Gd元素含量及其质量比对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响。挤压 后，析出相破碎。β-Li中分散着粒径约100 nm的球形微粒。形成了由长条状α-Mg粗晶和再结晶β-Li细晶组成的双峰结构。挤压后合金的强度和塑性显著提高，且屈服强度和极限抗拉强度随Zn和Gd含量的增加而增加。Mg-8Li-8Zn-2Gd合金表现出最优的综合性能，其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为274 MPa、283 MPa和39.9%。挤压态合金主要强化机制为由β-Li的细晶强化和α-Mg的织构强化组成的双模态结构强化和析出相的弥散强化。
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  不同模具角度下反复弯曲-压平变形工艺对AZ31镁合金板材显微组织演变和变形行为的影响

  李旻昊，卢立伟，范宇田，马 旻，吴志强，周 涛，齐福刚，张 华

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 812-832.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66436-2

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  采用不同角度模具的反复弯曲-压平变形工艺制备AZ31镁合金板材。通过FEM、OM、EBSD和硬度计研究AZ31镁合金在反复弯曲-压平变形过程中的显微组织演变和变形行为。结果表明，150°/150°模具在所有三组实验中都表现出最佳性能。随着道次的增加，合金的等效应变由于剪切和弯曲作用而显著提高。经过4道次后，合金的平均晶粒尺寸显著细化至1.7 μm，基面织构被弱化，这是非基面滑移、动态再结晶和孪生引起的；尤其是锥面ác+a？滑移有利于引发动态再结晶和孪生。合金的硬度值达到HV 77，这是滑移、孪生和动态再结晶竞争产生的显微组织和织构综合作用的结果。
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  挤压比对双相Mg-8Li-6Zn-2Gd合金显微组织、织构和力学性能的影响

  孙月花，张 帆，杨 滨，任 建，宋广生

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 833-845.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66437-4

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  通过显微组织观察、织构分析和拉伸测试等手段研究挤压比对双相Mg-8Li-6Zn-2Gd合金显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明：均匀化态Mg-8Li-6Zn-2Gd合金中含有α-Mg、β-Li、MgLiZn、I相和W相。经热挤压后，共晶I相被碾碎成细小颗粒状，而W相保持原有块状形状。合金中α-Mg基体和β-Li基体在热挤压过程中均发生了动态再结晶(DRX)，且晶粒随着挤压比的增加逐渐细化。经热挤压后，α-Mg基体的基面织构弱化和柱面织构增强是由于非基面滑移的激活；β-Li基体中形成明显的α和γ纤维织构主要与动态回复与动态再结晶相关。热挤压同时提升Mg-8Li-6Zn-2Gd合金的抗拉强度和伸长率，并在挤压比为16:1时获得最佳的综合力学性能。
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  增材制造钛基金字塔点阵结构对镁/钛双金属复合材料界面强化的优化

  吴远兵，赵建华，彭韦力，辜 诚，程 进，王亚军

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 846-860.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66438-6

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  采用超声辅助固-液复合铸造的方法，通过在界面处采用增材制造的钛基金字塔型点阵材料制备镁/钛异种双金属复合材料。采用正交法对点阵结构参数进行优化。结果表明，优化后的点阵结构参数为：杆直径(d) 1 mm，杆长与杆直径比(l/d) 3，上节点和下节点直径与杆直径比(d₁/d, d₂/d)均为2.5，其中l/d是影响接头失效强度的最显著因素，最优点阵结构参数下镁/钛双金属接头的失效强度为77.3 MPa。实验结果和有限元分析表明：随着点阵结构长径比的增加，镁/钛双金属接头的失效强度先增加后减小，当长径比为3时，失效强度达到最大。
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  基于d电子理论的Ti-Nb-Cu三元形状记忆合金性能优化

  衣晓洋，曹新建，黄博文，孙馗善，孙 斌，孟祥龙，高智勇，王海振

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 861-873.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66439-8

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  基于d电子理论设计Ti-Nb-Cu形状记忆合金的相组成，以优化其性能。XRD分析和TEM观察表明，Cu添加导致键级( )和金属d轨道能级( )值减小，从而使相组成发生演变。随着Cu含量的增加，相组成的变化可以总结如下：β+α''''''''→β+ω→β+α''''''''+ω→β。随着Cu含量的增加，Ti-Nb-Cu形状记忆合金的屈服强度、极限抗拉强度和伸长率均呈先增大后减小的趋势。通过优化Cu合金元素含量，Ti-Nb-Cu形状记忆合金具有优异的力学性能，其屈服强度为528 MPa，极限抗拉强度为742 MPa，这主要归因于固溶强化、晶粒细化以及析出强化的综合作用。
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  Ti基块体非晶合金在酸性溶液中的腐蚀行为

  杨 靓，张浩然，张 山，施志林，韦 超，马明臻，刘日平

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 874-889.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66440-4

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  研究Ti_34.3Zr_31.5Cu₅Ni_5.5Be_23.7块体非晶合金在不同浓度HCl和H₂SO₄溶液中的腐蚀行为。电化学测试与扫描电子显微镜分析发现，在极化过程中，Cl^-离子在HCl溶液中引发点蚀损伤，点蚀电位随溶液浓度的增大而降低，被腐蚀表面的损伤程度则与溶液浓度呈正相关。在H₂SO₄溶液中材料表面形成钝化膜，表现出良好的耐蚀性。X射线光电子能谱分析发现，随着HCl溶液浓度的增加，钝化膜的稳定性降低。通过浸泡实验得到4种材料的腐蚀速率。结果显示，Ti_34.3Zr_31.5Cu₅Ni_5.5Be_23.7块体非晶合金在HCl溶液中的耐腐蚀性能最好，其腐蚀速率为7.22×10^-3 mm/a，约为316L不锈钢腐蚀速率的1/1294。
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  异质结构CoCrFeNiW高熵合金的拉伸性能和强化行为

  高雪峰，陈 峣，任 浩，秦 刚，周启文，陈瑞润，郭景杰

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 890-904.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66441-6

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  采用真空电弧熔炼方法制备Co₃₀Cr₃₀(FeNi)_40-xW_x (x=0~8% (摩尔分数)，分别简化为HW0~HW8)高熵合 金。研究铸态和退火态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明，HW2和HW4具有单一的FCC相。随着W含量和退火温度的增加，细小粒状μ相的面积分数增加且分散在FCC基体中。软FCC基体和硬μ相构成应变不相容的异质结构。随着W含量从0增加到8%(摩尔分数)，屈服强度和抗拉强度分别从278和629 MPa提高到530 和839 MPa，应变维持在33%。退火后的HW8表现出优异的屈服强度 (810 MPa) 和抗拉强度 (1087 MPa)。屈服强度的提高归因于固溶、沉淀和背应力强化。异质结构中产生的背应力强化作用诱导高硬化行为，在提高抗拉强度和塑性方面发挥着主导作用。
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  激光焊接及焊后热处理K439B合金的显微组织与力学性能

  李 郑，张振林，吴爱萍，张明军，康 举，刘 瞿，赵 玥，陈晶阳

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 905-917.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66442-8

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  对应用于发动机涡轮上的新型镍基合金K439B进行激光焊接实验，研究焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。半定量分析结果表明，热处理后接头各区域γ′相均发生长大，一次γ′相和二次γ′相半径分别约为25和150 nm。力学性能测试结果表明，焊后热处理可使焊缝区硬度提高约HV 100，由γ′相提供的临界恢复剪应力从4.8 MPa 提高到92 MPa；另一方面，热处理后接头的抗拉强度和屈服强度与母材的相当，大量碳化物的存在导致接头在拉伸过程中优先断裂于母材处。
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  熔体过热和脉冲磁场协同处理对Mn₅Si₃增强Cu-35Zn-3Al合金显微组织、力学和耐磨性能的影响

  李 航，牛冬涛，张忠涛，杨 帆，王红霞，程伟丽

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 918-934.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66443-X

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  研究熔体过热和脉冲磁场协同处理对Mn₅Si₃增强Cu-35Zn-3Al合金显微组织、力学和耐磨性能的影响。研究结果表明，协同处理促进了熔体中的溶质迁移以及Mn₅Si₃晶体生长的吸附动力学，抑制了六棱柱形貌Mn₅Si₃颗粒上孔洞的形成。协同处理后热锻态合金的抗拉强度和伸长率分别提高了9.0%和66.5%，这是由于拉伸变形过程中不含孔洞的Mn₅Si₃颗粒断裂强度提高，产生的应力集中减小，因此失效方式由脆性解理断裂转变为从基体中拔出，颗粒和基体间的载荷传递作用增强。在承受摩擦时，协同处理后合金的磨损亚表层中Mn₅Si₃颗粒不易发生剪切断裂，抑制了裂纹扩展和材料剥落，因而产生的剥层磨损减小，合金耐磨性显著提高。
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  挤压速度对搅拌摩擦反挤压法制备Cu-5%Ti₂SnC复合丝材性能的影响

  Amirhossein JAHANI, Hamed JAMSHIDI AVAL, Mohammad RAJABI, Roohollah JAMAATI

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 935-951.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66444-1

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  对粉末冶金法制备的含5% (体积分数) Ti₂SnC MAX相的初始复合材料进行搅拌摩擦反挤压(FSBE)处理，研究FSBE工艺的轴向横移速度对Cu-Ti₂SnC复合线材显微组织、力学性能、电学性能和磨损性能的影响。结果表明，随着挤压速度的增加，显微组织中孪晶增多，Ti₂SnC颗粒细化，MAX相和Cu基体之间的界面结合改善。当转速为600 r/min，轴向横移速度为25 mm/min时，Cu-Ti₂SnC复合线材具有最大的硬度、屈服强度和极限抗拉强度，分别为HV 132.7、278.34 MPa和485.15 MPa，这是其更强的界面结合和更细的MAX相导致的。此外，当转速为600 r/min，轴向横移速度为25 mm/min时，Cu-Ti₂SnC复合丝的电导率最高，达到89.21% (IACS)，磨损率最低，为0.0015 mg/m，这是其更大的晶粒尺寸、更强的界面结合与更低的密度导致的。
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  低价锆氧化物Zr₃O的结构、热力学和弹性性质第一性原理研究

  周虹伶，陈莉君，杨晓玲，刘许旸，孙 超，栾佰峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 952-965.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66445-3

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  采用第一性原理系统地研究3种Zr₃O晶形 (空间群分别为R3-c (斜方六面体)、R32 (斜方六面体) 和P6₃22 (六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr₃O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外，证明3种Zr₃O结构在动力学和热力学上均具有稳定性。获得了3种Zr₃O晶形在0~1500 K温度范围内的熵、焓、吉布斯自由能、比热容、热膨胀系数和弹性模量等性质。发现3种Zr₃O晶形在0 K时的相对稳定性顺序为Zr₃O (R3-c) > Zr₃O (R32) > Zr₃O (P6₃22)；然而，在50 K时Zr₃O (R3-c)转变成Zr₃O (R32)，在540 K时转变为Zr₃O (P6₃22)。相较于其他2种Zr₃O相，Zr₃O (R32)表现出更优越的力学性能。
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  砷在氮化-碳化法制备超细碳化钨粉过程中的细化机理

  易志强，谭敦强

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 966-976.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66446-5

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  为了简化工艺制备超细WC粉末，在伸钨酸铵前驱体中添加一定量的As元素，采用氮化-碳化法系统研究As在超细WC粉制备过程中的作用机理。结果表明，当碳化温度均为1400 ℃，氮化温度从500 ℃升高到600 ℃，As含量从0增加到0.3% (质量分数) 时，所制备的WC粉平均粒径从2.23 μm减小到0.22 μm，颗粒均匀性显著提高。As元素在氮化产物中以W₂O₃(AsO₄)₂的形式存在，且容易在氮化产物(NH₄)_0.42WO₃和WN表面富集或分布于两相之间，阻碍碳化过程中WC晶粒的长大，从而制备超细WC粉。
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  花岗岩在不同温度劈裂载荷下的损伤演化与失稳前兆

  王李昌，王 璐，徐 蒙，隆 威

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 977-994.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66447-7

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  为了阐明深地钻探中花岗岩在劈裂载荷与高温作用下的复杂机械和损伤特性，对经50~600 ℃处理的花岗岩试样进行巴西劈裂声发射(AE)试验。结果表明，温度变化会使花岗岩的机械与声发射特性发生改变，从而改变其破裂演化过程。当温度超过500 ℃时，花岗岩的抗拉强度大幅降低，剪切损伤模式占比增加。此外，破裂速率亦呈现明显增长趋势。在基于撞击数和能量计数的损伤参数演化曲线的基础上，定义“损伤参数突变点”来判断作为岩石破坏的前兆信息。基于撞击数的“突变点”比岩石失稳的信号提前到达，且岩石损伤越大，提前的时间越久。通过这个时间差，可以达到预警岩石失稳的效果。
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  钛铁矿在捕收剂1,10-菲罗啉作用下的浮选行为

  陈 攀，刘佳燕，李维斯，翟计划，杨耀辉

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 995-1002.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66448-9

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  引入1,10-菲罗啉(Phen)作为钛铁矿与钛辉石选择性分离的新型捕收剂。浮选实验表明，与苯甲羟肟酸(BHA)相比，在pH 2~12之间，Phen是钛铁矿浮选更加有效的捕收剂，并且在pH 6时钛铁矿的回收率提高最大(约为20%)。在浮选过程中，钛辉石的可浮性保持在非常低的水平(回收率<5%)。FTIR和XPS分析表明，Phen和BHA以化学吸附的方式吸附在钛铁矿表面，并且钛铁矿与Phen之间的相互作用比BHA更强。XPS结果还表明，Phen在钛铁矿表面与铁(亚铁和铁)和钛发生反应，在Phen吸附到钛铁矿表面的过程中形成五元环结构。
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  硫酸化焙烧—水浸法从镍精矿中同步提取金属及矿相转化

  杜守明，牟文宁，李丽莹, 石树正，陈欢欢，雷雪飞，郭 瑞，罗绍华，王 乐

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 1003-1015.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66449-0

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  提出低温NH₄HSO₄焙烧—水浸工艺从金川镍精矿中同步提取Ni、Cu和Co，并系统研究硫酸化焙烧和水浸出过程中一些因素对金属提取的影响。结果表明，在优化的焙烧和水浸条件下，95.7% Ni、98.9% Cu和96.8% Co被提取。利用TG-DTA、XRD、SEM和EDS等手段分析矿相的转化机理，在NH₄HSO₄及其分解的SO₃和NH₃的硫酸化反应下，有价金属被转化为水溶性金属—铵配合物从而得到有效的提取。通过提高浸出温度使铁离子与铵离子结合形成NH₄[Fe₃(SO₄)₂(OH)₆]沉淀可除去浸出液中的杂质铁。在焙烧过程中收集的挥发物为(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂SO₃，可用作硫酸化焙烧的试剂。
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  锌粉置换渣浸出过程中镓的溶解行为及改善方法

  张 伟，饶 帅，李立清，宫晓丹，吴才贵，胡东风，曹洪杨，刘志强

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 1016-1026.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66450-7

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  针对丹霞冶炼厂锌粉置换渣浸出过程中镓浸出率偏低问题，采用ICP-AES、XRD与SEM-EDS对不同批次锌粉置换渣化学成分、物相与形貌进行详细分析。与正常生产锌粉置换渣相比，异常锌粉置换渣中镓主要赋存于黄钾铁矾之中，造成镓浸出困难。对锌粉置换渣氧压浸出过程进行分析，镓、砷和铁溶出规律较为一致：增大硫酸浓度和液固比有利于镓、铁和砷的浸出，但提高温度和氧气分压对镓、铁和砷溶出不利。依据上述研究结果，提出强化镓浸出效率的改善措施，弱化一段氧压浸出(分别降低反应温度和压缩空气总压至90 ℃和0.2 MPa)与强化三段常压浸出(分别提高硫酸浓度和反应温度至160 g/L和85 ℃)，镓的浸出效率由77.83%提高至96.46%。
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  采用钛阴极从碱液中旋流电积回收镓

  许志鹏，刘左伟，郭学益，李 栋，邹铭金，田庆华

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 1027-1036.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66451-9

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  为了抑制浓差极化并提高电流效率，提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO₂^- 在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^-7 cm²/s。考察各种参数对镓电积的影响，确定电积的最佳条件为：钛阴极、电流密度 750 A/m²、镓浓度 39.9 g/L、NaOH 浓度120 g/L、循环流量200 L/h。在这些条件下，电积的电流效率和镓回收率分别为47.9%和90.2%。析出的镓较易从阴极上分离，经过洗涤后的镓最终纯度为99.993%。镓旋流电积能耗约为9048 kW·h/t。该研究表明旋流电积是一种具有高电流效率和低能耗的有前途的镓生产工艺。
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  基于黏性蒸馏-气相分离的冶金级粗碲提纯方法

  黄大鑫，蒋文龙，徐宝强，查国正，杨 斌

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(3): 1037-1048.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66452-0

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  开发一种基于黏性蒸馏-气相分离的高纯碲材料制备方法。通过调节冷凝器结构和冷凝温度，达到黏性蒸馏、控制碲优势冷凝区的目的，使挥发性差的物质留在残留物中，而硒在气相中与碲分离，实现冶金级粗碲的提纯。研究饱和蒸气压、碲分子平均自由程、不同冷凝位置的杂质分布特征以及冷凝物形貌。500 g级的实验结果表明，在5 Pa、773 K和90 min的最佳实验条件下，碲的直收率为83.40%，纯度高于99.9996%，碲优势冷凝区冷凝物中硒含量降低至2.76×10^-4% (质量分数)。