有色金属科学与工程

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卢精灵, 徐存英, 栗健茹, 向琴琴, 陈晓, 华一新, 张启波, 李艳

2022, 13(2): 1-9. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.001

摘要(222) HTML (109) PDF[2619](40)

摘要:
在离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑-丙三醇(BMIC-GL)和1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([BMIM]DCA)中加入NiCl₂后，研究了Ni(Ⅱ)离子的电化学行为。循环伏安测试结果表明，Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl₂和BMIC-GL-NiCl₂的起始还原电位分别为-0.55 V和-0.65 V，说明Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl₂中更易被还原。Ni(Ⅱ)离子在两种离子液体中的还原均是受扩散控制的准可逆过程。通过计算得出Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂中的扩散系数(8.92×10^-7 cm²/s)大于其在[BMIM]DCA-NiCl₂中的扩散系数(2.94×10^-7 cm²/s)。通过计时电流暂态分析得出，在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中，在玻碳电极上电沉积Ni的反应分别符合三维瞬时形核机理和三维连续形核机理。

AlF₃-(Li, Na)F-(Al₂O₃-Y₂O₃)熔盐体系物理化学性质研究

郝婷婷, 王旭, 翟玉春, 常云龙

2022, 13(2): 10-15. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.002

摘要(215) HTML (101) PDF[1978](14)

摘要:
为进一步优化电解制备Al-Cu-Y合金的热、动力学条件，对AlF₃-(Li, Na)F-(Al₂O₃-Y₂O₃)熔盐体系的密度、黏度及电导率变化规律进行研究。分别采用阿基米德法、连续变化电导池常数法和旋转法测定AlF₃-(Li, Na)F-(Al₂O₃-Y₂O₃)熔盐体系在温度为900~1 000 ℃范围内，n((Li, Na)F): n(AlF₃)=2.5时的密度(ρ)、电导率(σ)、黏度(η)随温度和组分的变化规律，结果表明：在温度900~1 000 ℃范围内，AlF₃-(Li, Na)F-(Al₂O₃-Y₂O₃)体系中Al₂O₃和Y₂O₃的含量一定，密度-温度、黏度-温度和电导率-温度之间均呈线性关系。在温度为950 ℃条件下，熔盐体系的密度随Al₂O₃含量的增加而线性减小，随Y₂O₃含量的增加而线性增加; 电导率随Y₂O₃或Al₂O₃含量的增加而线性减小; 体系的黏度则随Y₂O₃或Al₂O₃含量的增加而线性增加。

P204从高铝粉煤灰硫酸浸液中萃取除铁

赵爱春, 贺欣, 张廷安

2022, 13(2): 16-21. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.003

摘要(172) HTML (48) PDF[2102](15)

摘要:
主要针对高铝粉煤灰酸浸液中铁铝萃取分离性能进行研究，通过模拟高铝粉煤灰酸浸液(C(Al³⁺)=37.1 g/L, C(Fe³⁺)=5.1 g/L)，采用P204+260^#溶剂油萃取体系，对组成液中铁铝进行萃取分离，系统研究了P204体积分数、温度、反应时间、溶液初始pH值、相比V_(O): V_(A)等因素对萃取和反萃的影响，得出以下结论：在有机相为40%P204+60%260^#溶剂油，温度为60 ℃，反应时间为20 min，水相pH值为0.4，相比V_(O): V_(A)为1:1的条件下，模拟酸浸液中铁的萃取率可达93.24%，铝的萃取率为2.3%。当反萃采用5 mol/L的盐酸溶液，相比V_(O): V_(A)为1:3时，经过10 min的反应，铁的反萃率可达92.96%。

铁热还原法处理钙砷渣及金属砷的制备工艺

刘子翔, 梁佳昀, 孙京博, 龚傲, 田磊

2022, 13(2): 22-30. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.004

摘要(219) HTML (50) PDF[3790](17)

摘要:
在资源与环境的双重压力下，如何解决有色冶金行业产生的冶炼钙砷渣无害化和资源化问题，成为彻底消除“砷害”的关键所在，对于整个冶金工业具有非常重要的意义。采用铁热还原短流程直接还原钙砷渣，砷以砷单质的形式得以回收。结果表明，在还原温度为1 050 ℃，还原时间为30 min，铁配入系数为1.5的工艺条件下，可以得到比较理想的脱砷效果，砷还原率可达到96.56%。所得产物和还原后渣经XRD仪、扫描电镜和能谱仪分析，生成物为单质砷，纯度达到99%，反应后渣中主要成分为Ca₂Fe₂O₅和CaO。

Ni-SiO₂复合镀层电沉积制备及组织性能研究

李云龙, 韩世超, 焦玉龙, 肖绮, 蔡彤彤, 张雪辉

2022, 13(2): 31-37. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.005

摘要(169) HTML (30) PDF[3129](15)

摘要:
利用直流电沉积方法在Zr-4合金表面制备了Ni-SiO₂复合镀层，采用场发射扫描电镜、显微硬度计、电化学工作站、摩擦磨损试验机等研究复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐腐蚀性及摩擦磨损性能。研究结果表明：与单一的Ni镀层相比较，Ni-SiO₂复合镀层的显微硬度值有所提升，表面更为均匀，Ni-SiO₂复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能也得到明显提升。且当SiO₂颗粒添加量为10 g/L时，复合镀层的综合性能较优。

7xxx系铝合金回归再时效的研究现状

马思怡, 张伟健, 苏睿明, 李广龙, 曲迎东, 李荣德

2022, 13(2): 38-50. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.006

摘要(150) HTML (31) PDF[3893](10)

摘要:
7xxx系铝合金作为高强度铝合金的代表，以其较高的强度以及良好的韧性和耐蚀性等优异性能而广泛地应用于航空航天及交通运输领域。该类可热处理强化铝合金对微观组织结构敏感，其性能受合金内部析出相的形核、生长及分布情况的影响。采用三级时效工艺-回归再时效处理，通过预时效、回归、再时效3个过程的有效配合改变合金的析出相状态，可以达到合金力学性能和耐蚀性能的良好结合。目前已有大量针对其在7xxx系铝合金应用的研究，并取得了一定进展。文中介绍了回归再时效处理的方法，以及其对7xxx系铝合金微观组织的改变和合金性能的影响，同时对目前该领域的研究现状进行归纳总结。

铝酸盐系长余辉材料的研究进展

石东新, 武世然, 杜含笑, 李锋锋

2022, 13(2): 51-58. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.007

摘要(231) HTML (26) PDF[2242](12)

摘要:
铝酸盐系长余辉材料是一种比较成熟的发光材料，具有价格低廉、易于推广等优点，能广泛地应用到各个领域。文中介绍了铝酸盐系长余辉发光材料制备方法的改进、发光机理、光学计算和第一性原理计算，并详细阐述了铝酸盐系长余辉发光材料被应用于光催化、电池、生物医学材料等领域状况, 最后对铝酸盐系长余辉材料的应用前景进行了展望。

基于铝氧键稳定的隧道型钠离子电池正极材料

胡海燕, 武源波, 刘益峰, 唐瑞仁, 吴雄伟, 肖遥

2022, 13(2): 59-66. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.008

摘要(111) HTML (58) PDF[2325](11)

摘要:
钠离子电池隧道型正极材料Na_0.44MnO₂因具有成本低和原料丰富的优势而受到广泛关注，但该类正极材料在循环过程中会发生Jahn-Teller效应，使得产生的锰离子溶出和迁移的结构不稳定。基于铝取代锰后形成的铝氧键的键能高于锰氧键，可在一定程度上解决循环过程中的晶格应变以及锰离子溶出和迁移的问题。本研究采用高温固相法制备Na_0.44Mn_0.95Al_0.05O₂正极材料，利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)考察了制备的正极材料的结构和表面形貌，并考察了该正极材料的电化学性能和动力学性质。该正极可发挥出127.8 mAh/g的高可逆容量，充放电曲线平滑，储钠机制主要以电容控制行为为主。

冷拉拔变形对纯铜组织及性能的影响

刘若絮, 毛西秦, 欧梅桂, 梁宇, 肖秋雷

2022, 13(2): 67-75. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.009

摘要(253) HTML (112) PDF[4319](35)

摘要:
通过工业拉丝机对纯铜棒材进行多道次冷拉拔得到不同变形量的线材。对不同变形量的线材试样进行退火实验(400 ℃，1 h)，研究组织形貌变化对其力学性能和电学性能的影响。试样的变形量由0增加至60%时，在拉拔方向上晶粒尺寸由101.3 μm下降至17.6 μm，截面方向上晶粒尺寸由103.4 μm下降至16.4 μm，晶粒呈现等轴状。变形量增加到90%时，在拉拔方向上晶粒尺寸为14.1 μm，截面方向上晶粒尺寸为7.6 μm，试样组织由变形晶粒和等轴晶粒组成。变形量由0增加至90%，试样的抗拉强度由221.5 MPa升至271.5 MPa; 当变形量为60%时，其抗拉强度为244.9 MPa，延伸率达到最高值为51%，导电率为99.4% IACS。试样组织中晶粒的 < 111 > + < 100 > 取向比例与试样的延伸率成反比; 通过原位拉伸观察表明，退火态试样的裂纹穿晶扩展，路径较曲折; 而拉拔试样的裂纹萌生于变形晶粒内部，裂纹扩展路径较为平直。

Al-Zn-Mg合金高温摩擦磨损行为研究

张婷蕊, 王孟君, 甄锦辉, 冯泽锡

2022, 13(2): 76-81. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.010

摘要(78) HTML (36) PDF[2701](8)

摘要:
采用高温摩擦磨损试验机，在25~500 ℃的试验温度和1~5 N法向载荷下对Al-Zn-Mg合金进行球盘摩擦试验，分析不同试验温度和法向载荷下Al-Zn-Mg合金摩擦系数变化、磨损表面及亚表层的形貌特征和成分特征，研究了试验温度和法向载荷对Al-Zn-Mg合金摩擦行为的影响。结果表明：载荷为5 N时，在25~500 ℃温度区间内，摩擦系数随着试验温度的升高而增大，磨损表面O元素含量逐渐增加，磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为高温下的黏着磨损和氧化剥层磨损；温度为500 ℃时，随着载荷从1 N增加至5 N，铝合金摩擦系数急剧增大，磨损表面磨屑体积增大，剥落层深度增加，出现较厚的摩擦层。高载荷滑动摩擦过程中，摩擦层破碎形成的氧化物颗粒在摩擦界面形成三体摩擦，加剧磨损。

700 MPa级大梁钢W撑开裂原因分析

张声洲, 周朝刚, 段紫晴, 赵定国, 汪云辉

2022, 13(2): 82-87. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.011

摘要(127) HTML (11) PDF[2961](9)

摘要:
高强度低合金钢板产品的质量稳定一直是汽车用户和钢铁企业追求的目标，特别是屈服强度为700 MPa级的高强汽车大梁钢板。本文利用光镜、电镜和EBSD观察分析了不同成分的700 MPa级大梁钢W撑的显微组织、晶粒尺寸、晶界取向和钢中析出相。结果表明，铌钛微合金化强化的700 MPa级大梁钢较单钛强化的大梁钢晶粒细小均匀，折弯过程中的止裂能力强；加工变形过程中大尺寸的氮化钛周围产生的应力集中，形成孔洞并成为裂纹源；单钛强化的W撑开裂的直接原因是晶界处大量的析出相和板条贝氏体组织降低了局部塑性，导致折弯过程中局部产生变形裂纹。上述结果说明了挂车W撑加工过程开裂的原因，为后续大梁钢的成分设计和使用环境的选择提供了重要依据。

固溶时间对UNS N10276焊管组织和性能的影响

张望成, 李强, 黄聪, 曾宪山

2022, 13(2): 88-92. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.012

摘要(73) HTML (29) PDF[2985](6)

摘要:
以冷轧态带卷，经TIG焊制备的规格为Φ50.8 mm×1.5 mm的UNS N10276焊管为试验材料，在1 150 ℃对其进行8~30 min的固溶处理，通过光学显微镜、电子万能试验机和显微维氏硬度计等对固溶处理后的UNS N10276焊管组织和性能进行表征。结果表明，焊管的强度和硬度随着固溶时间的增加，先下降后上升，然后再下降；焊管的晶间腐蚀速率随固溶时间的增加先减小后增加。经固溶处理15 min时，焊管组织会发生再结晶，此时焊管的强度和HV硬度最高，分别为1 021 MPa和276；晶间腐蚀速率最小，为1.744 mm/a。采用1 150 ℃，保温15 min的固溶处理工艺，可获得综合性能良好的UNS N10276焊管。

Ti9148钛合金β-相晶粒长大行为

吝媛, 杨奇, 黄拓, 杨晓龙, 刘伟, 李梦

2022, 13(2): 93-97. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.013

摘要(90) HTML (28) PDF[1416](5)

摘要:
Ti9148合金为一种新研制的生物医用钛合金。为了合理控制生产过程中产品的晶粒尺寸，文中通过固溶淬火实验研究了Ti9148钛合金β-相晶粒在不同加热温度和保温时间固溶处理时的长大行为。结果表明：随着加热温度的升高，Ti9148钛合金β-相晶粒尺寸不断增大，并且温度越高，增长速度越快；在等温加热过程中，随着时间的延长，β-相晶粒尺寸先快速长大，超过30 min后，增速减缓。晶粒长大动力学表明：Ti9148钛合金在750~900 ℃等温加热时，β-相晶粒尺寸与保温时间近似成幂函数关系，晶粒生长指数约为0.213~0.300；计算得到Ti9148钛合金β-相晶粒的长大激活能为32.57 kJ/mol。

热处理对压铸AlSi10MnMg合金组织和力学性能的影响

全泳琪, 程汉明, 王鹤睿, 赵耀, 林高用

2022, 13(2): 98-106. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.014

摘要(156) HTML (37) PDF[4455](16)

摘要:
以国内某公司自主改进的非真空压铸AlSi10MnMg合金片状试样作为实验对象，研究不同的热处理制度对该合金组织和力学性能的影响。结果表明：非真空压铸件经高温固溶+淬火+人工时效处理后综合性能下降，容易发生弯曲变形和鼓泡现象。仅经低温时效处理的压铸件屈服强度和抗拉强度分别达到了251.8 MPa和327.1 MPa，较压铸态分别提高了42.6%和10.5%，断后伸长率则有所下降。经低温时效后合金析出的主要强化相为Mn₆Si和Mg₂Si相。

安山玢岩-花岗斑岩混合矿石的磨矿产品粒度特性研究

柳晓峰, 康建雄

2022, 13(2): 107-112. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.015

摘要(70) HTML (20) PDF[1736](3)

摘要:
原矿中不同岩石的硬度存在差异，合适的配矿有助于稳定粉碎效果，进而稳定选矿指标。对安山玢岩和花岗斑岩两种钼矿石在粉碎过程中的破碎规律进行了研究。结果表明，安山玢岩的平均抗压强度值为238.16 kg/mm²，花岗斑岩为171.65 kg/mm²；安山玢岩的A×b值为60.6，花岗斑岩为129.8，安山玢岩的抗破碎性能大于花岗斑岩。由于花岗斑岩的脉石矿物以石英为主，导致安山玢岩的可磨性能高于花岗斑岩。当安山玢岩与花岗斑岩以质量比2:1进行配矿磨矿时，新生粒径 < 0.074 mm粒级含量最高、磨矿能耗最低。因此，充分利用硬度不同的两种矿石进行配矿，有助于磨矿过程稳定，提高矿产资源的利用效率。

氨法炼锌及其污染物控制技术研究现状及进展

桂雨曦, 郝先东, 邱宏菊, 吴春晗, 段利平, 马林转, 陈菓, 高磊

2022, 13(2): 113-122. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.016

摘要(94) HTML (17) PDF[2630](7)

摘要:
锌是现代工业飞速发展的必需品。合理利用低品位氧化锌矿及含锌二次资源，并解决锌提取过程中的杂质净化问题，逐渐成为我国锌冶炼技术进一步发展的关键。氨法炼锌技术除杂能力及环保潜力较强，在处理复杂锌资源过程中具备独特优势。文中综述了国内外锌冶炼技术发展现状，介绍并对比了火法及湿法炼锌方法，重点关注了氨法炼锌技术的研究进展及其污染物控制技术现状。

钠离子对KNa₄B₂P₃O1₃: Sm荧光粉发光性能的增强作用研究

房珍宇, 杨丹, 郑佑馗, 朱静

2022, 13(2): 123-130. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2022.02.017

摘要(87) HTML (21) PDF[3049](12)

摘要:
通过高温固相法在硼磷酸盐KNa₄B₂P₃O₁₃基质中掺杂稀土Sm³⁺离子获得橘红色发光性能，研究了电荷补偿剂Na⁺对该荧光粉发光性能的影响，开展了粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见漫反射、荧光光谱、荧光寿命及量子效率等测试对材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。研究结果表明，该荧光粉的荧光发射源于Sm³⁺的⁴G_5/2→⁶H_5/2（562 nm）、⁴G_5/2→⁶H_7/2（598 nm）和⁴G_5/2→⁶H_9/2（645 nm）跃迁，Na⁺的掺杂没有改变Sm³⁺特征发射峰的形状和位置，增强了其发光强度。Na⁺浓度为1%时，可使发光积分强度提高48%。此外，掺杂Na⁺对荧光粉的寿命和色坐标无明显影响，其色坐标均位于橘红色区域。

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2022年第13卷第2期

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