2024年, 第34卷, 第7期　刊出日期：2024-07-25

  

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  增材制造形状记忆合金的最新进展

  杨雨茜，高卫红，孙 斌，傅宇东，孟祥龙

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2045-2073.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66525-8

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  增材制造(AM)作为一项革命性技术，能够以前所未有的自由度制造复杂的形状记忆合金(SMA)部件，从而为现代制造业的发展以及传统制造业的转型提供巨大契机。本篇综述从微观结构、性能和前景的角度阐明增 材制造形状记忆合金的研究进展，为制备具有高性能和多功能性的理想材料拓宽思路。改变扫描参数能够有效调控打印过程中独特的微观组织——外延凝固形成的柱状晶粒。在析出相、位错、孪晶与层错等微观结构的综合影响下可获得优异且稳定的形状记忆效应与超弹性。最后，仍需要在材料、技术、性能和方法等方面取得进一步突破，以促进增材制造形状记忆合金在各行业中的应用。
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  气体雾化过程中涉及颗粒形貌和空心颗粒形成的金属液滴变形和破碎数值模拟

  汪 鹏，黎兴刚，周香林，陈志培，王淼辉，甘 萍，任晓娜，余志勇

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2074-2094.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66526-X

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  采用考虑液滴冷却和凝固的流体体积(VOF)方法模拟金属液滴在气体雾化过程中的变形和破碎。建立典型粉末形貌和液滴破碎行为之间的相关性，以指导球形粉末颗粒的制备。结果显示，当增加液滴的气动力与黏性力的比值时，球形颗粒的形成得到加强；然而，当减小这个比值时，预期的液滴破碎模型将被改变或仅仅只发生液滴的变形。从空心颗粒的形成和演变过程的数值模拟中观察到几种典型的情况，例如，开放的空心液膜的形成、液膜封闭、气泡的离心和气泡的脱离。通过提高气体速度或液滴温度，实现较高的非平衡拉普拉斯压力或较低的粘性力，促使气泡从液滴内部分离。
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  Al-20%Cu多晶粒竞争生长的原位观测及汇聚型枝晶淘汰模型构建

  李发国，周 莲，谢 玉，张 佼，Mike DODGE，尹付成，孙宝德

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2095-2107.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66527-1

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  采用同步辐射成像技术研究Al-20%Cu(质量分数)亚共晶合金的晶粒竞争生长动力学，并建立与实验结果相一致的数学模型。结果表明，对于发散型竞争生长，遵循“正常淘汰”规则。对于汇聚型竞争生长，成分过冷的作用加速非择优取向晶粒中一次枝晶臂的生长速度，导致非择优取向枝晶出现“异常淘汰”现象，淘汰择优取向枝晶。探讨汇聚型竞争生长的“正常淘汰”与“异常淘汰”之间的临界条件，建立枝晶生长速率、枝晶臂间距和枝晶倾斜角之间的数学关系，又称“二次枝晶臂阻挡模型”，可以快速预测晶界位相和淘汰类型。
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  金属熔融沉积成型制备7075铝合金的显微组织和力学性能

  孙 亿，易中怀，沈 廷，熊慧文，康 潇，张 雷，周科朝

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2108-2119.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66528-3

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  以优化后的微晶蜡基喂料为原料，通过金属熔融沉积成型制备3D 7075 Al合金。通过热压实验评估蜡基黏合剂和粉末之间的亲和力，研究烧结铝合金的物相、形态演变、拉伸强度和摩擦性能。打印喂料表现出剪切变稀行为，可使熔融挤出过程变流畅，并获得较好表面质量且含少量层间堆积孔隙的3D坯件。在氮气中烧结铝合金的形态演变可分为4个阶段，包括500 ℃下Mg₂Si和Si的沉淀，560 ℃以上Mg₂Si的出现，合金粉末上氧化物层的氮化，以及620 ℃以上通过扩散过程增强的晶粒生长。3D 7075 Al合金的相对密度达95%，拉伸强度为120~141 MPa，拉伸应变为1.0%~2.5%。
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  通过不同热挤压方式制备具有较优强塑性组合的新型Mg-5Sn-2Al-1Zn合金

  石凤健，朴南瑛，王冀恒，谭昊天，郭宇航，杨 飞，陈书锦，芦 笙，王泽鑫

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2120-2137.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66529-5

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  制备新型Mg-5Sn-2Al-1Zn(TAZ521)合金。为提高合金的强度与塑性，采用正挤压(DE)和挤压-剪切(ES)两种工艺对该合金进行变形处理。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸试验等方法研究均匀态和挤压态合金的显微组织演变、织构演变及强化机制。结果表明，正挤压态合金的力学性能得到改善；然而，合金表现出由粗晶和细小动态再结晶(DRXed)晶粒组成的双峰组织。经过挤压-剪切变形后的合金组织变得更加均匀，并且实现更好的强韧性结合，变形后合金的屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别达到212 MPa、303 MPa和21.7%。晶粒细化和Mg₂Sn析出物的钉扎效应对强度的提高起到重要作用，此外，延展性的提高归因于基面纤维织构的弱化和非基面滑移系的激活。
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  变形温度对塑性变形新方法加工的AZ31镁合金显微组织和织构的影响

  范宇田，卢立伟，刘剑波，马 旻，黄伟颖，巫瑞智

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2138-2152.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66530-1

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  提出一种新的反复镦挤变形(RUE)方法。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射 (EBSD)和维氏硬度计分析不同变形温度对RUE变形AZ31镁合金显微组织和织构的影响。结果表明：经RUE变形后，AZ31镁合金组织局部细化至0.8 μm，细化机制主要为连续动态再结晶(CDRX)；随着温度的升高，首先形成平行于剪切面的基面织构，随后形成强度减弱的 织构，最后形成 和 织构。基面和锥面áa？位错滑移导致织构分裂。经RUE变形后AZ31镁合金的最大硬度较初始状态提高42.4%，主要原因是细晶强化和位错强化。
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  基于冷喷涂工艺的Mg-Zn-Al-Sn-Mn合金防腐Al涂层制备

  陈 良，鲍意浩，李志刚，钱丽华，赵国群，张存生

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2153-2166.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66531-3

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  采用冷喷涂技术在Mg-Zn-Al-Sn-Mn合金表面制备Al涂层，以提高其耐腐蚀性能。研究工作气体温度和压力对Al涂层显微组织和腐蚀行为的影响。结果表明，随着气体温度和压力的升高，Al涂层的致密度和厚 度均明显增加。高的气体温度能降低颗粒沉积的临界速度，并提高沉积效率。高的气体压力不仅提升机械结合质量，而且对沉积的涂层具有较强的夯实作用。由于孔隙的减少，Al涂层的耐蚀性随着气体温度和压力的升高而提高。Al(OH)₃和Al₂O₃等腐蚀产物可以堵塞涂层中的孔隙，并作为阻碍腐蚀的物理屏障，从而有效保护Mg合金免受腐蚀。
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  选区激光熔化Ti-6Al-4V合金在模拟乏燃料后处理环境中的腐蚀行为

  刘 政，张连民，任德春，马爱利，吉海宾，郑玉贵

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2167-2180.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66532-5

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  研究选区激光熔化(SLM)制备的Ti-6Al-4V合金在乏燃料后处理环境中的腐蚀行为。借助光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、电子背散射衍射以及电化学测试等手段研究SLM Ti-6Al-4V合金的显微组织及耐蚀性。结果表明，相较于铸造合金，SLM Ti-6Al-4V合金在含氧化性离子的6 mol/L热硝酸溶液中的耐腐蚀性更好。进一步分析表明，SLM Ti-6Al-4V合金具有α？+β的微观结构，β-Ti相含量较高且分布均匀，同时其晶粒尺寸较小、晶界密度较高，这种微观结构可提高其在含氧化性离子的硝酸中的钝化能力以及耐腐蚀性。SLM Ti-6Al-4V合金有望在乏燃料后处理过程中得到广泛应用。
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  TA2/Q235B复合板不同作用面成形极限及界面损伤行为

  张志雄，张斯沫，班晓磊，赵雪霞，任忠凯，韩建超，张长江，林 鹏，王 涛，王天翔

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2181-2191.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66533-7

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  采用Nakazima实验法对不同尺寸的退火态TA2/Q235B复合板样品进行胀形实验，研究不同作用面对TA2/Q235B复合板的成形极限和界面损伤行为的影响。结果表明，当凹模与碳钢侧接触时，由于接触材料、界面变形协调能力和应变状态的不同，复合板的胀形高度和成形极限增加，其中R140试样的极限拱高达到最大值(46.17 mm)，R60和R180试样在3个方向上的厚度减薄量和界面裂纹更大。此外，由于硬度和拉应力不同，两组样品中所有的水平和斜向孔都向纯钛侧延伸。
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  超高速激光金属沉积增材制造K648高温合金的显微组织与性能

  王开明，刘 炜，都 东，常保华，刘 冠，胡永乐，仝永刚，张明军，张 健，鞠 江

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2192-2203.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66534-9

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  采用一种新型的超高速激光金属沉积工艺以提高高铬高温合金的制造效率。分别使用透射电子显微镜、拉伸试验机、磨损试验机和电化学工作站对超高速激光金属沉积高铬K648高温合金的析出相生长行为、高温力学性能、耐磨性和耐腐蚀性进行研究，并与传统激光金属沉积工艺进行比较。结果表明，超高速激光金属沉积K648合金的析出相尺寸明显小于传统激光金属沉积工艺制备的K648合金，700 ℃下的高温强度更高，且具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。总之，超高速激光金属沉积制造的K648高铬高温合金具有良好的综合性能。
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  新型热处理方法制备超高强度Inconel 718合金

  冉 蓉，王 洋，任富强，张元祥，方 烽，张维娜，袁 国，王国栋

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2204-2218.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66535-0

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  为改善Inconel718合金的组织并优化性能，提出一种980 ℃，1 min高温超短退火和随后的双时效相结合的新型热处理方法。结果表明，超短退火处理产生了部分再结晶组织，KAM图表明即使在变形晶粒中也形成了再结晶晶核。因此，高温超短退火克服了再结晶势垒，使得后续的再结晶过程可以在较低温度的时效处理过程中完成，从而获得了均匀细化的组织(~3.59 μm)。980-1min-aged样品具有优异的拉伸性能，室温极限强度和总伸长率分别为1600 MPa和19%。650 °C热拉伸条件下的极限强度和伸长率分别约为1350 MPa和26%。因此，高温超短退火能有效提高Inconel718合金的性能。
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  时效处理对激光熔覆Mo_0.5NbTiVCr_0.25高熵合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

  何 吉，付华萌，刘翠容，朱正旺，张 龙，李正坤，李 宏，张海峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2219-2230.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66536-2

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  通过激光熔覆技术在TC4基体上制备难熔Mo_0.5NbTiVCr_0.25高熵合金涂层。涂层在600、800和1000 ℃下时效热处理24 h，然后水冷。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等技术、以及维氏硬度和万能摩擦磨损测试手段对高熵合金涂层的相组成、显微组织和力学性能进行研究。结果表明，高熵合金涂层经不同时效热处理后仍保持体心立方结构。经800 ℃时效热处理后，涂层含有富Ti沉淀相，通过TEM术证实其为Ti(O,N)面心立方结构。最佳时效温度为600 ℃，涂层硬度为HV_0.2 410。该涂层的磨损机制为黏着磨损和磨料磨损。
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  采用高压固溶制备具有均匀腐蚀行为的高强度抗菌Zn-4Ag-Mn合金

  牛堃宁，张德闯，齐福刚，林建国，戴翌龙

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2231-2244.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66537-4

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  采用高压固溶(HPS)法制备Zn-4Ag-Mn合金，获得高强度、可均匀降解、抗菌的植入材料。显微组织表征表明，HPS处理使Zn-4Ag-Mn合金晶粒比铸态(AC)合金的细化57.9%，其第二相平均尺寸减小到10.2 μm。压缩、维氏硬度和磨损摩擦试验表明，HPS合金具有较高的力学性能，抗压屈服强度为333.5 MPa，维氏硬度为Hv 89.5。电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验表明，HPS处理优化合金的耐蚀性，使其腐蚀均匀。此外。经抗菌实验测试，HPS处理的Zn-4Ag-Mn合金具有优异的抗菌性能，抗菌率为71.6%。这些结果表明，HPS处理的Zn-4Ag-Mn是一种很有前途的生物可降解植入材料。
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  超声振动下FCC金属统一本构模型及其在无氧高导热铜的应用

  宋鹏飞，曹秒艳，胡 晗，陈吉业，付 敏

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2245-2259.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66538-6

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  建立统一本构模型，预测面心立方金属(FCC)超声振动(UV)辅助成形塑性流动行为。该模型基于超声能场下的位错动力学并结合应力叠加机制描述UV软化行为。考虑位错密度、晶粒尺寸和超声能场的相互作用，以位错密度和晶粒尺寸作为内部状态变量建立模型，预测UV辅助成形的残余行为。开展无氧高导热(OFHC)铜UV辅助压缩试验来验证该模型的预测能力。结果表明，OFHC铜在UV下表现出明显的软化行为和残留软化行为，模型预测与实验结果吻合较好，有效反映铜的软化效应和残余效应。
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  高速列车铜基摩擦材料的氧化行为

  肖金坤，李天天，鲍霆峰，陈 娟，张 超

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2260-2274.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66539-8

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  高速列车铜基摩擦材料在制动过程中，由于摩擦热的产生和耗散，会发生循环氧化。研究铜基摩擦材料在300、400、500、600和700 ℃下等温氧化50 h的氧化行为。结果表明：铜基摩擦材料的氧化行为呈现多阶段特征；Cu、Fe的氧化与氧的扩散共同控制着低温氧化过程，而石墨的氧化在500 ℃之后占主导作用；Cu的氧化首先形成Cu₂O纳米团簇，然后生成CuO纳米线，最后依次转变为细小的和粗大的等轴晶；氧化温度的升高会促进Fe₂O₃纳米片的生长和致密化；Cu氧化物由于体积膨胀较大，逐渐将Fe氧化物覆盖；石墨烧蚀后形成的连通孔为内氧化提供氧气扩散通道；材料表面氧化层的形成使得表面硬度提高。
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  添加WC颗粒对镁合金表面等离子喷涂Al基涂层耐腐蚀和耐磨损性能的影响

  Haroon RASHID，雒晓涛，董昕远，张 黎，李长久

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2275-2288.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66540-4

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  常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护，因此，采用大气等离子喷涂，实现粒子间的冶金结合，制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。 结果表明，由于WC颗粒中C元素的去氯效应，以及超高温熔滴(>1800 ℃)间的自冶金结合，在最优等离子喷涂条件下制备出无氧化物杂质的涂层。涂层的致密结构使其表现出优异耐腐蚀性能，其腐蚀电流密度比镁合金基体降低4个数量级，比纯铝块材降低2个数量级。WC硬质颗粒的添加使Al-WC复合涂层的耐磨损性能相较纯Al块材提高1个数量级。
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  Al₂O₃改性等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的异物损伤行为及失效机理

  王梓帆，范佳锋，康楷雯，吴 健，刘 敏，周克崧，张 乾，张志波，李小强，张小锋

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2289-2303.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66541-6

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  由外来异物损伤引起的颗粒冲蚀是制约热障涂层使用寿命的重要因素。为了提高等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)热障涂层的耐冲蚀性能，采用磁控溅射和真空热处理在PS-PVD喷涂的7YSZ热障涂层表面制备一层致密的α-Al₂O₃。系统研究热障涂层的异物损伤行为，并采用第一性原理计算对α-Al₂O₃/c-ZrO₂界面进行研究。结果表明，PS-PVD、大气等离子喷涂(APS)和电子束-物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层的冲蚀质量损失率分别为324、248和139 μg/g，而Al₂O₃改性的PS-PVD热障涂层的冲蚀质量损失率降至199 μg/g。此外，在Al₂O₃/ZrO₂-O的顶部构型模型中观察到的界面结合能最高(3.88 J/m²)，远高于ZrO₂/Ni(2.011 J/m²)，使界面结合性能得以提高。
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  聚氯乙烯火灾烟气环境中无铅焊料腐蚀动力学预测模型

  李 倩，林 锦，赵梦珂，黎昌海，陆守香

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2304-2312.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66542-8

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  采用质量损失法研究聚氯乙烯火灾烟气环境中283.15~323.15 K温度范围内无铅Sn-3.0Ag焊料的腐蚀动力学、表面微观结构和腐蚀机理。结果表明，随着温度从283.15 K升高到323.15 K，Sn-3.0Ag焊料的质量损失从(22.09±2.01) g/m²增加到(44.66±1.20) g/m²。此外，腐蚀动力学符合阿伦尼乌斯定律。Sn-3.0Ag焊料表面腐蚀产物呈叠加生长趋势。在 283.15 K，Sn-3.0Ag焊料的表面出现大量的腐蚀产物。Sn-3.0Ag无铅焊料的腐蚀过程为电化学腐蚀，阴极发生析氢和吸氧反应，阳极发生富锡相的溶解。腐蚀产物为Sn₂₁Cl₁₆(OH)₁₄O₆、SnO₂和SnO。
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  动载下含表面裂纹岩石破坏的近场动力学模拟

  张 俊，黄麟淇，刘志祥，李夕兵

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2313-2327.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66543-X

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  为了研究动态加载下岩石表面裂纹的扩展，基于前期试验结果使用一种考虑压缩和拉伸强度比的弹塑性常规态基近场动力学模型进行数值试验。模拟动态加载下含不同角度和深度三维表面裂纹岩石的破坏过程。模拟结果表明，使用的近场动力学模型可以很好地模拟岩石三维裂纹的扩展和试样的破坏过程。通过近场动力学模拟可以得到与试验结果一致的强度变化规律。试样表面形成的裂纹深入试样内部一定深度，该深度与表面裂纹深度有关。试样内部产生的壳裂纹会与表面形成的裂纹连接形成复杂的三维裂纹。
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  白铅矿(PbCO₃)和菱锌矿(ZnCO₃)硫化机理的DFT研究

  陈 晔，唐箫琴，陈建华，刘 萌

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2328-2341.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66544-1

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  采用密度泛函理论(DFT)比较研究白铅矿(PbCO₃)和菱锌矿(ZnCO₃)硫化机理的差异。通过在PbCO₃/ZnCO₃表面构建Pb-S/Zn-S层来模拟硫化结构。层距和Mulliken电荷的结果表明，PbCO₃上形成稳定的Pb-S层，而ZnCO₃上形成的Zn-S层不稳定。由于Pb-S层具有高的共价性，而Zn-S层具有高的离子性，因此，硫化-黄药法对PbCO₃浮选有效，对ZnCO₃浮选无效。为了回收ZnCO₃，需要强离子性捕收剂，因此，硫化-胺法在ZnCO₃浮选中应用较广。PbCO₃和ZnCO₃表面硫化层结构和浮选行为差异主要是由于金属离子(Pb²⁺和Zn²⁺)和配体(O配体和S配体)极化率的不同以及Zn²⁺ 3d¹⁰轨道的惰性造成的。
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  嗜酸氧化亚铁硫杆菌作用下含黄铁矿废石的生物溶解和动力学

  洪茂鑫，王 军，杨宝军，刘 洋，廖 甤，于世超，刘仕统，汤安妮，王 炜，邱冠周

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2342-2353.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66545-3

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  使用生物淋洗处理黄铁矿废石，从源头上缓解其产生酸性矿山废水(AMD)的风险。生物淋洗结果显示，在嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A. ferrooxidans)的作用下，40天内可以从黄铁矿废石中去除近82%的铁和硫。动力学研究结果表明，废石中黄铁矿的去除主要受化学反应和内扩散控制。X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的结果表明，在A. ferrooxidans细菌介导下，生物源黄钾铁矾能够钝化废石中残余的黄铁矿。对渣样进行二次生物浸出，试验发现溶液pH没有明显下降，且仅有8 mg/L和160 mg/L的铁从两个黄铁矿废石渣样中溶出，表明渣样的酸和铁释放能力得到削弱。
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  基于六水铝酸三钙的双电层调控从铝酸钠溶液中短流程脱除有机物

  符振江，刘桂华，齐天贵，申雷霆，彭志宏，周秋生，王一霖，房 辉， 王永林

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2354-2366.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66546-5

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  从铝酸钠溶液中经济地脱除有机物是长期以来的研究重点。基于叶滤环节将六水铝酸三钙 (TCA)作为助滤剂的工艺，提出一种短流程同时滤除杂质颗粒和吸附脱除有机物的新方法。在浓缩铝酸钠溶液中制备结晶度低、TCA含量高、表面能高、晶格畸变大的超细TCA样品。同时，TCA样品在碱性溶液中的Zeta电位线性依赖于TCA含量，揭示二元混合物Zeta电位的可加性。描述在碱性溶液中TCA二元混合物双电层的演化规律。此外，超细TCA样品对长烷基链及高相对分子质量有机物具有较高的吸附容量，对腐殖酸钠的吸附容量可达69.69 mg/g(以有机碳计)，而高温溶出过程会显著降低TCA的吸附容量。
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  基于氯化胆碱的低共熔体系在Au上电沉积无枝晶Zn

  Vesna S. CVETKOVI？, Neboj？a D. NIKOLI？, Tanja S. BARUD？IJA, Silvana B. DIMITRIJEVI？, Jovan N. JOVI？EVI？

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2367-2380.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66547-7

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  以氯化胆碱和乙二醇混合液为低共熔溶剂，不使用其他添加剂，电化学沉积无枝晶Zn/Au合金。在不同的Zn(II)浓度下，采用恒电位电沉积法在相对较低的Zn电沉积过电位下进行电沉积。通过循环伏安法(CV)和计时安培法(CA)揭示Zn电沉积的电化学机理。采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析（XRD）对沉积层的形貌和结构进行表征，并用能谱仪对沉积层进行元素分析。CV结果表明，Zn的电沉积始于Zn欠电位沉积区，并一直持续到Zn过电位沉积(OPD)区。随着Zn(II)浓度的增加，Zn/Zn(II) 电偶的沉积电位向更高的正值偏移。CA分析表明，在Zn的OPD区开始三维渐进形核，随后形成三维生长。形貌分析表明，电沉积始于致密Zn岛的形成，随后形成无枝晶Zn/Au合金。 XRD分析表明，其物相为金属Zn、立方AuZn₃ 和AuZn 金属间化合物。
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  SrCl₂-KCl-MgCl₂熔体中氯化镁的电化学行为和镁锶共沉积机理

  赵 佳，闫艺航，张 皓，高华阳，张 烨，路贵民

  中国有色金属学报（英文版）. 2024, 34(7): 2381-2392.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66548-9

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  采用循环伏安法、方波伏安法、开路电位等电化学手段评估SrCl₂-KCl共晶体系中MgCl₂的电化学行为和Mg、Sr共沉积机理。在SrCl₂-KCl体系中，Mg(II)在钨电极的还原属于一步两电子的准可逆过程；Mg、Sr的电化学共沉积过程形成两种Mg-Sr金属间化合物。基于计时电流法探索共沉积过程的成核类型随过电位的演变关系，结果显示，电极表面的成核模式依赖于基体材料和电极反应产物。所有过电位下对应的前期成核归因于Mg(II)的还原。当Mg和Sr共同沉积时，首先是Mg(II)在电极表面还原，形成Mg核，随后同时进行Sr(II)在Mg表面欠电位沉积和Mg的沉积。此外，随着SrCl₂-KCl体系中MgCl₂浓度的增加，Mg-Sr共沉积过程中的电流密度相应增加。