2025年, 第35卷, 第7期　刊出日期：2025-07-25

  

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  高熵合金的相形成预测和力学响应

  李 彬，孙加林，赵 军，运侠伦，杜全斌

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2105-2134.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66804-X

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  高熵合金是通过混合多种主成分引入化学无序而获得的新型材料，具有显著优于传统合金的结构和性能。然而，强度和塑性的不协调关系在高熵合金系统中依然存在，严重限制了高熵合金的实际应用。此外，采用试错法制备高熵合金耗时费力，浪费资源，阻碍了高熵合金的高速高质量发展。综述了高熵合金的最新进展，阐明了预测相结构形成的方法和影响力学性能的关键因素。此外，重点分析了高熵合金的强韧化策略，从而进一步扩展其应用领域。最后，提出了高熵合金面临的挑战和未来的研究方向。
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  Sr、Mn合金化对铸态Al-Si-Fe-Mg-Cu合金显微组织与综合性能的影响

  孟拴成，杨 莉，高民强，李军文，管仁国

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2135-2147.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66805-1

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  为了制备综合性能优异的Al-Si-Fe-Mg-Cu合金，采用Sr和Mn元素对共晶Si和富Fe第二相进行改性。结果表明，当Sr含量从0增加至0.02%(质量分数)，共晶Si形貌由粗大片层状变为了细小纤维状。然而，由于Sr添加易引起孔隙率上升，Sr含量为0.03%(质量分数)的铸态Al-Si-Fe-Mg-Cu合金的力学和热导率下降。在优化Sr含量基础之上，加入Mn进一步调控铸态合金的性能。当Mn含量由0.2%增加至0.6%(质量分数)，针状β-Al₅FeSi相转变为汉字状α-Al₁₅(Fe,Mn)₃Si₂相，合金力学性能先升高后降低。由于Mn原子的固溶，合金热导率降低。相比之下，添加0.02% Sr和0.4% Mn(质量分数)的Al-Si-Fe-Mg-Cu-Sr合金表现出优异的综合性能，其热导率为168.5 W/(m·K)，抗拉强度为201.9 MPa，屈服强度为115.3 MPa，伸长率为9.0%。
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  Ce元素含量对高合金化Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti合金显微组织和耐腐蚀性的影响

  李 晨，罗耘天，周青山，韩梦楠，沙少辉，许晓静

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2148-2163.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66806-3

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  为了在不影响强度的前提下有效提高铝合金的耐蚀性，研究了Ce含量对Al-11.3Zn-3.1Mg-1.2Cu-0.2Zr- 0.1Ti合金的显微组织，抗应力腐蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响。结果表明，Ce的加入形成了尺寸100 nm的(Zn,Al,Cu)₂₂Ce₃相，提高了合金的再结晶抗力，增加了小角度晶界数量和位错密度，细化了晶粒，促进了合金中GP区向η′相的相变，增加了晶界析出相的尺寸和不连续性。所有添加Ce的合金均表现出较强的抗腐蚀性能。添加0.15% Ce(质量分数)的合金表现出最佳的耐腐蚀性，其在3.5%氯化钠溶液中的慢速率拉伸强度和伸长率分别为744.8 MPa和4.6%，并获得最小的晶间腐蚀和剥落腐蚀深度。
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  不同工艺制备的Al-5Sr-5Sb变质剂对AlSi10MnMg合金显微组织、热导率及力学性能的影响

  刘文憬，李元东，王梓臣，罗晓梅，周宏伟，毕广利

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2164-2182.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66807-5

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  采用金属型铸造(PMC)、受控扩散凝固(CDS)和轧制制备了3种Al-5Sr-5Sb变质剂。通过DSC曲线评估熔化焓和第一原理计算，研究制备方法对 Al-5Sr-5Sb的影响。将3种 Al-5Sr-5Sb添加至AlSi10MnMg合金中，以研究变质效果和机理。结果表明，CDS制备的 Al-5Sr-5Sb是AlSi10MnMg合金中最有效的改性剂，可将共晶 Si 相从片状结构转变为细小的珊瑚状或纤维状结构。与未变质的合金相比，经CDS制备的Al-5Sr-5Sb变质后，AlSi10MnMg合金的热导率提高了 24.14%，达到189.63 W/(m·K)；伸长率提高了59.15%，达到10.87%；抗拉强度提高了66.9%，达到 254.98 MPa。
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  激光粉末床熔化制备耐热Al-Fe-Mn合金的显微组织和高温性能

  陈俊升，陈继兵，石倩玉，王悦婷，夏熙珍，李瑞迪

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2183-2200.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66808-7

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  结合铸态合金激光重熔和非平衡液相投影热力学计算，设计了一种高强度、耐热的Al-3Fe-2Mn合金。将Mn原子加入到亚稳的纳米Al₆Fe相中，占据部分晶格位，提高了Al₆Fe相的热稳定性。另外，在激光粉末床熔合(L-PBF)快速凝固过程中，Fe和Mn元素在铝合金中的溶解度显著提高，形成过饱和固溶体且强度提高。该合金具有优异的加工性能，相对密度超过99%，200 ℃和300 ℃的抗拉强度分别为295 MPa和230 MPa。Al-3Fe-2Mn合金具有较高的高温强度，具有广阔的应用前景。
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  热轧变形对Al-Mg-Si-Zn合金板材的晶粒、织构及成形性能的影响

  陈凯欣，闫丽珍，张永安，李锡武，李志辉，闫宏伟，陈 雷，高冠军，熊柏青

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2201-2216.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66809-9

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  采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉伸试验，系统研究了不同热轧变形量对Al-Mg-Si-Zn合金的显微组织演变、织构演变和成形性能的影响。结果表明，通过调整热轧变形量(59%、74%和87%)可以获得不同尺寸和数量分布的Al(Fe,Mn)Si颗粒，这些颗粒分布的差异是影响固溶处理过程中再结晶形核和晶粒生长的主要因素。T4P处理后，热轧变形量为59%和74%的Al-Mg-Si-Zn合金板材中晶粒取向趋于随机分布，而热轧变形量为87%的板材中存在R{124}á211？、Cube_ND{100}á013？、Copper{112}á111？和Brass{011}á211？织构。热轧变形量为74%时获得的中等尺寸和数量的Al(Fe,Mn)Si颗粒在固溶处理后使板材中形成细小的晶粒和随机分布的织构，明显提高Al-Mg-Si-Zn合金的成形性能。
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  Ag微合金化对Mg-Gd-Y-Zr挤压棒高温蠕变性能的影响

  张冬冬，刘楚明，黄英杰，高永浩，蒋树农，万迎春，陈志永

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2217-2226.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66810-5

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  通过拉伸试验和蠕变试验，并借助于电子背散射衍射和透射电子显微术，系统研究了微量Ag元素对Mg-7.5Gd-1.5Y-0.4Zr (质量分数，%)挤压棒在175~275 °C的拉伸强度和抗蠕变性能的影响。结果表明，添加微量Ag元素可提高Mg-Gd-Y-Zr合金的高温拉伸强度和抗蠕变性能。蠕变过程中，合金在晶界附近形成垂直于加载方向的无沉淀析出带(PFZs)，晶内形成沿 取向呈链状分布的β′-Mg₇RE相。添加Ag元素后，PFZs更窄，晶内β′-Mg₇RE相尺寸更细，晶界β-Mg₅RE相结构更加稳定，因此，位错运动受抑制，合金抗蠕变性能更好。
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  WE54镁合金在衬板轧制过程中的显微组织演变和强化机制

  刘艳辉，祁明明，曹 鑫，吴 冰，梁 明，李建峰，李 超

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2227-2243.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66811-7

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  对WE54镁合金在不同衬板轧制工艺下的显微组织演变及强韧化机制进行系统研究。结果表明，轧制态WE54合金的力学性能相比铸态大幅提升。在450 ℃和490 ℃下经过三道次轧制后，合金晶粒由于发生动态再结晶而细化。490 ℃下单道次大变形(65%)后，合金中形成了混晶组织。WE54合金在衬板轧制过程中的动态再结晶机制为连续动态再结晶(CDRX)、不连续动态再结晶(DDRX)以及孪晶诱导再结晶(TDRX)。在450 ℃下经三道次变形后的WE54合金具有最高的强度，其抗拉强度(UTS)与屈服强度(TYS)分别为374 MPa与323 MPa。合金力学性能显著提高的原因在于细晶强化、固溶强化以及位错强化。
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  铸态Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金毫米级粗晶热加工参数及显微组织演变

  郭士琦，黄 亮，李昌民，罗恒军，向 伟，李建军

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2244-2258.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66812-9

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  通过热压缩实验，在温度范围950~1150 °C、应变速率0.001~10 s^-1、变形程度20%~80%的条件下，对铸态Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金毫米级粗晶粒(MCGs)的热变形行为和组织演变进行了研究，并建立了热加工图。在压缩方向(RD)，MCGs内部出现了由亚晶粒渐进旋转引起的连续动态再结晶(CDRX)；而沿横向(TD)，在MCGs边界上则产生了由晶界弓出或桥接引起的不连续动态再结晶(DDRX)。随着应变率的降低、温度的升高和变形程度的增加，动态再结晶更加活跃，显著减小了原始平均晶粒尺寸。因此，合理的加工温度范围为1050~1150 °C、应变速率为0.01 s？1、变形程度为40%~60%。
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  热处理对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe高强β钛合金显微组织和蠕变性能的影响

  杨建凯，梁振泉，肖树龙，郑云飞，王小松，田 竟，徐丽娟

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2259-2272.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66813-0

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  研究了热处理对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe高强β钛合金显微组织和蠕变性能的影响。结果表明，经790 ℃固溶和时效处理(HT1)后，显微组织由等轴α_p相、β相以及α_s相组成；经840 ℃固溶和时效处理(HT2)后，显微组织由β相和α_s相组成。分析了400 ℃时的蠕变行为，发现两种合金的应力指数均在1~2之间，扩散蠕变机制为主导蠕变机制之一。HT2处理的合金抗蠕变性能更高。对HT2处理的合金进行450 ℃、400 MPa蠕变实验。结果表明，断裂机制为脆韧混合断裂。合金中相界面能够阻碍位错运动，同时，α_s相能够与基体协调变形，从而减少了晶内裂纹的产生。
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  放电等离子烧结制备网络结构Ti₂AlC/TiAl 复合材料的显微组织演变及力学性能

  朱冬冬，晏江飞，王玉鹏，董 多，王晓红，马腾飞，魏尊杰

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2273-2287.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66814-2

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  利用碳纳米管和Ti-45Al-8Nb预合金粉末为原料，通过放电等离子烧结成功制备了具有网络结构的Ti₂AlC/TiAl复合材料。系统研究了烧结温度(1200～1350 ℃)对显微组织演变和力学性能的影响。结果表明，随着烧结温度从1200 ℃升至1350 ℃，复合材料显微组织呈现双态、近片层和全片层结构。网状结构的Ti₂AlC相能够细化组织，且随着温度的升高而变得不连续。在1300 ℃下烧结的复合材料表现出最高的抗压强度和断裂应变，分别为1921 MPa和26%。此外，复合材料在900 ℃时的极限拉伸强度和断裂应变为537 MPa和3.1%，在950 ℃时仍然高达485 MPa和3.3%。Ti₂AlC承载载荷、颗粒拔出和抑制裂纹扩展是提高复合材料力学性能的主要原因。
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  热变形FGH4113A合金的孪生机制及晶粒尺寸模型

  朱峻澄，蔺永诚, 陈子健，谢永富，杨 晋，Majid NASERI

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2288-2303.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66815-4

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  通过热压缩实验探讨了不同应变速率和变形温度对FGH4113A合金显微组织演变的影响。在热压缩变形过程中，动态再结晶和孪生是晶粒组织演变的主要方式，一次γ′相(γ''''_p相)的钉扎作用则是细化晶粒的主要手段。降低应变速率或升高变形温度会促进动态再结晶和孪生的发生，以及γ''''_p相的溶解。当变形温度为1140 ℃时，γ''''_p相的大量溶解及钉扎作用失效导致孪生减弱。发现了一种仅在钉扎作用下出现的孪生机制，即“钉扎孪生”。当位错由于γ''''_p相对晶界的钉扎作用无法通过晶界迁移消耗时，晶粒优先通过孪生来消除位错，以降低局部应变能。建立了考虑钉扎作用的晶粒尺寸预测模型。
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  镍基高温合金的力学性能及显微组织演化

  何武强，柯 平，黄京悦，刘 锋，谭黎明，黄 岚，何世文，赖 萃，范才河

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2304-2319.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66816-6

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  研究了含和不含氧化物弥散强化(ODDS)相的两种镍基高温合金在不同温度条件下的力学性能和抗氧化性能。采用扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜对其微观结构进行表征。结果表明，含和不含氧化物弥散相的两种镍基高温合金室温屈服强度分别为1020 MPa和324 MPa。构建了两种合金室温屈服强度模型，计算得出镍基ODS高温合金的晶界强化、位错强化和纳米颗粒强化的贡献超过83%。随着温度的升高，晶界滑动和迁移降低了合金的强度，但提高了合金的塑性；而氧化作用降低了合金的塑性，加剧了样品的断裂。镍基ODS高温合金在800 ℃时伸长率达到最大值47.3%。
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  有序化行为对FCC_CoNiV多主元合金热力学和力学性能的影响

  张楚波，钱 程，叶子安，赵攀红，陈 荣，吴 波，乔 阳，翁良基，苏龙菊，谢天良，萨百晟，刘 雨，王春旭

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2320-2331.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66817-8

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  采用对比研究方法，以FCC_CoNiV多主元合金(MPEAs)为案例，研究了多主元合金的有序态构型和无序态构型的随温度变化的热力学性质和力学性质。有序态构型的搭建是基于先前预测的该多主元合金的原子占位分数(SOFs)；而无序态构型的搭建则基于传统特殊准随机结构(SQS)假设。结果表明，有序化行为不仅提高了合金相结构的热力学稳定性，而且提高了弹性性能和维氏硬度。例如，对于基于SOFs的有序化构型，在973 K下，预测获得的体积弹性模量(B)、剪切模量(G)，杨氏模量(E)以及维氏硬度(H_V)分别为187.82 GPa、79.03 GPa、207.93 GPa和7.58 GPa；而对于基于SQS的无序化结构，相应力学性能数据分别为172.58 GPa、57.45 GPa、155.14 GPa和4.64 GPa。基于有序化结构预测获得的硬度值与实验值吻合良好，而基于无序态结构预测得到的硬度值被明显低估。
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  球形铸造WC颗粒对WC/NiCu复合材料力学性能的影响

  范语楠，刘 咏，王若冲，张国锋

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2332-2340.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66818-X

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  开发了一种新型NiCu合金，并将其作为WC复合材料的粘结相。通过快速热压技术制备了铸造WC含量为55%~65%(质量分数)的复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明，铸造WC颗粒在NiCu基体中分布均匀，且WC与NiCu合金之间的界面清晰，未形成附加相。力学性能测试结果显示，随着铸造WC颗粒含量的增加，复合材料的硬度变化幅度较小，横向断裂强度(TRS)和断裂韧性呈现出相似的下降趋势，而冲击韧性则呈现出先增加后下降的趋势。NiCu合金基体在提升复合材料断裂韧性方面起到了关键作用；而在高应变速率下，NiCu基体的应变速率硬化效应以及高WC含量引起的密度降低共同导致了冲击韧性的下降。
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  采用湿化学法制备用于全固态电池的高性能Li₃YCl₃Br₃固态电解质

  刘汉周，刘彦辰，景圣皓，胡雅琪，张宗良，刘丝靓，刘 洋，庄 志，李凡群，刘芳洋

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2341-2353.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66819-1

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  采用湿化学法代替传统的机械球磨法合成了含有双卤素的固态电解质Li₃YCl₃Br₃。研究表明，Li₃YCl₃Br₃具有2.08 mS/cm的离子电导率和3.8 V的电化学窗口。此外，以LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂(NCM811)为正极材料的Li₃YCl₃Br₃基全固态锂离子电池在0.3C倍率下循环200次后容量保持率达93%，在2C倍率下循环时仍保持115 mA·h/g的比容量。这归因于Li₃YCl₃Br₃固有的高氧化稳定性，及高电压下其在NCM811表面原位形成的Y₂O₃惰性保护层。验证了使用简单低成本的湿化学法路线制备多组分卤化物的可行性，展示了卤化物固体电解质可规模化生产的应用潜力。
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  洞庭湖表层沉积物中重金属的空间特征及特定源生态风险评价

  周 瑶，成永生

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2354-2371.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66820-8

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  重金属污染导致的环境问题备受世界关注。精准识别重金属污染来源以及定量评价其生态风险对重金属污染防控至关重要。以中国第二大淡水湖的洞庭湖为例，结合正定矩阵因子分解(PMF)源解析以及综合生态风险评价(NIRI)等方法，研究了洞庭湖浅层沉积物中14种重金属的空间分布、污染特征、污染来源及各污染源和污染物对区域生态风险的贡献。结果表明，研究区重金属的含量平均值是相应背景值的0.82~9.44倍。重金属空间分布特征差异明显，As、Cd、Mn、Pb、Sn、Tl和Zn含量高值区集中分布在湘江和长江采样带；Co、Cr、Cu、Ni和V含量高值区集中分布在澧水采样带；Hg和Sb的高值点分别集中分布在沅江采样带和资水采样带。重金属积累受汞矿开采和大气沉降(F₁)(17.99%)、城市生活污水和工业污水(F₂)(24.44%)、锑矿采选与冶炼源(F₃)(6.50%)、有色金属采选与延展加工类工业源(F₄)(15.72%)和以天然源和农业源为主的混合源(F₅)(35.35%)的影响，其中F₁和F₂为主要污染源。Cd、Hg、Tl、Sb和As，尤其Cd和Hg，存在较高的生态风险，为优先控制污染元素。
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  基于辉钼矿矿相水溶性转化的钼冶金新工艺

  崔慕野，李江涛，赵中伟，刘旭恒，陈星宇，何利华，孙丰龙

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2372-2385.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66821-X

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  采用KOH氧化焙烧辉钼矿的方式将矿物中的钼和硫转化为水溶性的K₂MoO₄和K₂SO₄。在400 ℃、加入理论量1.8倍的KOH和焙烧3 h的条件下氧化焙烧辉钼矿，然后再经水浸提取钼，钼的浸出率超过99%。采用钾镁盐沉淀法净化浸出液。在pH 11、温度30 ℃、镁盐过量系数1.7、反应时间1 h的条件下，可去除K₂MoO₄溶液中98.37%的磷杂质。当溶液pH调至1时，净化后的溶液中钼的结晶率达到99%以上。随后，结晶母液中的S和K浓缩得到硫酸钾农肥。该方法实现了辉钼矿的清洁生产和钼、硫的高效回收。
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  氯化胆碱-硫脲低共熔溶剂中电解Cu₂S制备铜纳米片和硫颗粒

  李继华，周金凤，陈唯佳，何世伟，华中胜，陈世梁，孔 辉

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2386-2398.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66822-1

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  将Cu₂S溶解于氯化胆碱–硫脲(ChCl-TU)低共熔溶剂中电解，同步制备铜纳米片和硫颗粒。在0.9 V、80 ℃和2 h的最优电解条件下，可沉积出长度约为500 nm、厚度约为30 nm的纯铜纳米片，同步生成平均粒径约为10 μm的硫颗粒。电解电压显著影响阴极产物的形貌。Cu₂S在ChCl-TU中溶解后，铜以络阴离子[CuCl₂]^-的形式存在，胆碱离子(Ch⁺)的结构并未被破坏。随着电解时间的延长，铜的沉积由线状逐渐转变为片状生长，生长方向从径向沿基底生长转变为外延生长，然后再回到径向生长。
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  pH依赖型镀液成分对从硫酸盐-葡萄糖酸盐溶液中电沉积钴的影响

  Ewa RUDNIK

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2399-2420.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66823-3

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  采用文献中的稳定常数，计算硫酸钴-葡萄糖酸盐溶液中pH依赖的多重平衡。通过分光光度实验和溶液缓冲特性分析(pH 3-10)，讨论了镀液成分及含量随pH的变化。循环伏安法测试结果表明，由于电解质中不同的离子组成，含钴物质的电化学行为发生了变化。计算了塔菲尔斜率，并讨论了含钴物质的电还原过程。计时安培研究显示，钴沉积的机制为三维瞬时形核和受扩散控制的长大过程，但在较高pH条件下阳离子从葡萄糖酸配合物中释放出来导致该过程受阻。测定了含钴物质的扩散系数。pH值的变化还反映在镀层形貌(SEM)的变化、择优取向面的发展(XRD、织构系数)以及电流效率上，但在-1.0 V(vs Ag/AgCl)恒定电位下沉积的镀层厚度并未发生显著变化。阳极析出分析表明，钴镀层中择优取向面的存在导致了阳极响应的变化。
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  废旧LiFePO₄的低温烧结高效直接再生

  宋宏磊，王志兴，李新海，郭华军，彭文杰，颜志梁，郑承辉，李建球，王接喜，颜果春

  中国有色金属学报（英文版）. 2025, 35(7): 2421-2434.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(25)66824-5

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  采用一步低温固相烧结法，实现了对废旧磷酸铁锂(S-LFP)形貌、晶体结构和电化学性能的直接修复。其中550 ℃下烧结3 h再生的磷酸铁锂(R-LFP)的二次粒径分布更集中，D₅₀由5.6 μm降为2.3 μm；Li-Fe反位缺陷含量从5.73%降为1.20%，并且实现了F对O(2)位的掺杂；另外，由于PVDF的分解，在R-LFP表面形成了C和LiF的共包覆层。因此，R-LFP表现出优异的Li⁺扩散动力学和导电性，在0.1C下具有157.3 mA·h/g的高放电比容量，1C循环500次后仍具有92%的容量保持率。