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稀有金属
稀有金属

屠海令

双月刊

0258-7076

xxsf@grinm.com

010-82241917

100088

北京新街口外大街2号

稀有金属/Journal Chinese Journal of Rare MetalsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是以稀有金属材料研究、开发和冶炼为特色的大型综合性双月刊，由国家有色金属工业局主办，北京有色金属研究总院承办。是中文核心期刊，主要报道稀有金属、贵金属、稀土金属及镍、钴等有色金属在材料研制、合金加工、选矿、冶炼、理化分析测试等方面的最新科研成果及应用，同时还报道超导材料、半导体材料、复合材料、陶瓷材料、纳米材料、磁性材料等新材料的研究开发及应用。在稀有金属领域享有较高的学术水平和权威性。
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    Gd对Mg-xGd-0.8Mn镁合金组织和耐蚀性能的影响

    聂中奎古东懂杨宗全高攀...
    457-466页
    查看更多>>摘要：采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、腐蚀测试等手段研究了稀土元素Gd对Mg-xGd-0。8Mn(x=0，2，4，6;％，质量分数)合金组织和耐蚀性能的影响。结果表明:Gd对挤压态合金有较强的晶粒细化效果，同时可以有效弱化合金的基面织构。随着Gd含量的增加，挤压态Mg-xGd-0。8Mn合金的第二相体积分数不断增加，而第二相平均尺寸则是先减小后增加并趋于恒定。挤压态Mg-xGd-0。8Mn合金的耐腐蚀性能主要取决于晶粒尺寸和第二相尺寸。Gd添加引起的组织细化，促使合金耐腐蚀性能显著增强。然而，当Gd含量为4％时，合金第二相粗大且分布不均匀，导致了剧烈的局部腐蚀，弱化了合金的耐腐蚀性能。当Gd含量为6％时，合金晶粒尺寸最细小，第二相体积分数明显增加，形成了相对均匀致密的腐蚀产物层而继续改善合金的耐腐蚀性能，其中合金腐蚀失重速率和腐蚀析氢速率分别为(1。79±0。26)mg·cm-2·d-1和(1。39±0。18)ml·cm-2·d-1。基于添加Gd的合金化成本及耐蚀性能提升效果考虑，Mg-2Gd-0。8Mn合金应用前景更好。

    镁合金Gd晶粒细化第二相耐蚀性能

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    热分解温度对Ti/MnOx-Co3O4涂层阳极的析氧电催化性能影响

    田林李传斌赵鸿滨袁学韬...
    467-476页
    查看更多>>摘要：钛基尺寸稳定阳极(DSA)具有尺寸稳定、低污染、电催化性能优异等特点，受到广泛关注。钛基贵金属涂层阳极引发了氯碱工业的技术革命，但高昂的价格限制了其大规模应用。过渡金属氧化物普遍具有成本低、毒性小、催化性能好等优点，有望取代现有的溶液电解阳极材料。Ti/MnOx涂层阳极虽然显示出良好的析氧催化(OER)性能，但与贵金属涂层阳极相比仍有差距。Co3O4具有成本低、催化性能好等优点，通过掺杂钴可提高Ti/MnOx涂层阳极的析氧催化性能。采用热分解法在不同温度条件下制备了掺钴钛基锰氧化物(Ti/MnOx-Co3O4)涂层阳极。通过X射线光电子能谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、线性伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)测试等方法分析了涂层的物相组成、表面形貌、化学状态、分子结构和析氧电催化性能等。结果表明:随着分解温度的上升，Ti/MnOx-Co3O4涂层中的MnO2逐渐向Mn2O3转变;涂层阳极的电催化活性呈现先增强后降低的趋势，350 ℃下制备的阳极电催化活性最强，伏安电荷可达228。83 C·cm-2，析氧反应过电位低至0。344 V。随着温度的升高，阳极中Mn4+/(Mn3++Mn4+)的比例先增加后降低，在350 ℃时Mn3+占比最大，且具有更多吸附氧(Oa)，这是该制备温度下涂层阳极具有最强的析氧电催化活性的主要原因。

    MnOxCo3O4电催化性能涂层

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    高压凝固原位自生Al2O3/Al复合材料微观组织与热膨胀性能研究

    陈志鹏朱冬冬王刚董多...
    477-486页
    查看更多>>摘要：Al2O3颗粒增强铝基复合材料具有众多优异性能，使其成为汽车轻量化和电子封装等行业的首选材料。但随着Al2O3体积分数的增加，复合材料强度和硬度提升而塑韧性明显降低。主要是因为Al2O3强化相润湿性差而发生团聚现象。在Al-12Si粉末中添加不同含量的Fe2O3(1％与3％)粉末制坯。采用高压凝固(0。02，2。5和3 GPa)将坯料烧结。复合材料中Fe2O3与Al发生置换反应制得纳米级Al2O3颗粒。结果表明:复合材料由α-Al，β-Si，Fe2O3和新生成的Al2O3衍射峰组成，呈现"网状晶界+块状硅+基体"形貌。通过对"网状晶界"分析，发现网状晶界是由纳米级的Al2O3颗粒、部分未参与反应的Fe2O3以及反应生成的Fe相组成。在XRD图谱中无Fe相衍射峰是由于生成的Fe相含量较少并且其在Al中有一定的固溶度。另外，凝固的压力越高网状晶界越密集，Fe2O3含量越高网状晶界越明显。对比复合材料热膨胀系数第一次与第二次加热结果发现。第一次加热时，由于高压固溶的硅析出热膨胀系数(CTE)曲线有峰值出现。另外，由于Fe2O3自身的CTE值也较铝合金的小，加入Fe2O3含量高的材料的热膨胀系数反而较小。在第二次加热时，由于第一次加热后缓慢冷却，所以均无热膨胀系数峰值出现。并且第二次加热最大热膨胀系数值较第一次降低75％。

    高压凝固原位自生Al2O3颗粒微观组织热膨胀系数(CTE)

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    浇覆温度对铝/钢复合板界面及性能的影响

    李超李元东邱谨罗晓梅...
    487-497页
    查看更多>>摘要：选用6061铝合金和Q235钢板，采用铸轧工艺技术制备铝/钢双金属复合板，研究6061铝合金不同浇覆温度对铝/钢复合板界面组织以及力学性能的影响。使用光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)观察复合板界面显微组织形貌，通过能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行微区成分分析及分析界面金属间化合物，使用显微硬度仪测量界面附近硬度变化情况，并且对复合板力学性能进行测试。结果表明，随着浇覆温度从650℃升高到730℃，铝/钢复合板界面扩散层厚度逐渐变厚且均匀，界面处形成Al5Fe2和Al3Fe等金属间化合物;当浇覆温度为730 ℃时，扩散层厚度最厚为5。9 μm，界面处显微硬度最高，达到HV 120。抗拉强度和剪切强度随着浇覆温度升高先提高后降低，当浇覆温度为710 ℃时，复合板的力学性能最好，复合板铝钢厚度比为2∶1，抗拉强度为233 Mpa，相比较铸轧态6061铝合金，抗拉强度提高了 66。4％，断裂延伸率为25。5％，剪切强度为92。5 Mpa，剪切断裂发生在6061铝合金一侧。

    铝/钢复合板浇覆温度铸轧金属间化合物力学性能

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    氧化钼纳米杂化物的可控构筑及催化性能研究

    张丽珊张永伟后玉芝张阳亮...
    498-507页
    查看更多>>摘要：开发具有高催化活性的对电极(CE)材料对提升染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电转换效率(PCE)具有重要意义。在这项研究中，采用两步水热法，以MoCl5为前驱体，去离子水为氧源，通过添加不同含量的Ni(NO3)2·6H2O来可控制备3种不同形貌的氧化钼纳米催化剂(MoO2，MoO3和MoO2@MoO3)。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和场发射扫描电镜(FESEM)对3种氧化钼纳米催化剂进行结构和形貌表征。由XRD结果可知:MoO2和MoO3分别为单斜相和正交品相。由XPS结果可知:MoO2，MoO3和MoO2@MoO3催化剂中都仅存在元素Mo和O的特征峰，无其余杂质存在。由FESEM结果可知:3种纳米催化剂的分别为球状MoO2，带状MoO3以及带状上负载球状的MoO2@MoO3。由电化学和光伏性能测试结果可知:MoO2，MoO3和MoO2@MoO3催化剂在I3-/I-电解液体系中的传荷电阻分别为85。09，16。33和3。66Ω·cm2。使用MoO2，MoO3和MoO2@MoO3对电极催化剂材料组装的DSSC，获得的PCE分别为7。13％，6。70％和7。28％，高于Pt电极的PCE(6。46％)。100次连续循环伏安测试结果表明:3种对电极材料具有较好的电化学稳定性可作为潜在催化剂材料使用。

    氧化钼对电极(CE)染料敏化太阳能电池(DSSC)催化活性纳米杂化物

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    稀土钇对高碳硬线钢中氧化铝夹杂物的改性研究

    熊星强李长荣陈龙海陈璐...
    508-516页
    查看更多>>摘要：为了改性铝脱氧钢中的夹杂物(主要是Al2O3)，采用稀土钇处理的实验方案。基于经典热力学以及Factsage软件计算了钇活度对夹杂物的演变规律，结果表明，稀土钇加入后主要和钢液中的O，S和Al结合，阻碍了Al2O3夹杂物的聚集和长大。通过凝固过程中夹杂物类型的变化规律，研究了稀土钇对夹杂物的改性过程。计算了钢中夹杂物的尺寸分布、数量密度、均匀度、最小界面间距、面度密度等，结果表明钇对夹杂物起到了不同程度的改性效果。当钇的添加量为0。032％时，夹杂物平均直径为2。97 μm，均匀度为0。68，夹杂物最小界面间距大于10μm的比例为24。1％，夹杂物的面积密度集中在0。037％;当钇的添加量为0。065％时，夹杂物平均直径为2。34μm，均匀度为0。76，夹杂物最小界面间距大于10 μm的比例为33。7％，夹杂物的面积密度集中在0。024％;当钇的添加量为0。087％时，夹杂物平均直径为1。71 μm，均匀度为1。02，夹杂物最小界面间距大于10μm的比例为46。7％，夹杂物的面积密度集中在0。015％。理论计算和实验结果基本验证了 3组实验中的最佳方案是添加0。087％的钇。

    高碳硬线钢Al2O3夹杂物夹杂物改性稀土钇

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    自组装球形氧化铈抑制胃癌细胞增殖和迁移基础研究

    关达张振羽刘璐吴迪...
    517-528页
    查看更多>>摘要：胃癌(gastric cancer，GC)是全球最常见肿瘤相关死亡原因之一，具有极高的潜在转移风险。目前众多治疗方案的效果并不尽人意，亟需探索新的治疗方法。在纳米医学领域，氧化铈纳米颗粒(cerium oxide nanoparticles，CNPs)可通过其氧空位介导的化学反应性显示出抗癌活性。然而，CNPs在胃癌中的实际效果并不明确。因此，通过可控合成球形氧化铈纳米颗粒(spherical cerium oxide nanoparticles，Ceria-SNPs)并对其表征，探讨Ceria-SNPs对人胃癌细胞MKN-45的作用。结果发现，Ceria-SNPs的平均粒径为14 nm，比表面积为59。54 m2·g-1。将不同浓度的Ceria-SNPs与胃癌细胞共培养，并在体外和体内检测细胞增殖和迁移能力。结果发现，高浓度(10。0 μg·ml-1)的Ceria-SNPs能抑制胃癌细胞的增殖和迁移，且该过程是通过增加细胞内活性氧(reactive oxygen species，ROS)水平实现的;裸鼠皮下成瘤与腹腔转移模型进一步验证效能和生物安全性。Ceria-SNPs可以通过增加细胞内ROS水平抑制胃癌恶性生物学行为，而根据特殊应用需求可控合成CNPs为其进一步开展医用研究提供了材料支撑。

    氧化铈纳米颗粒(CNPs)胃癌(GC)活性氧(ROS)纳米医学细胞增殖

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    V形耦合双热源自熔焊接热-力分布特征

    强伟王克鸿彭勇袁银辉...
    529-538页
    查看更多>>摘要：通过数值模拟研究了 V形耦合双热源焊接和单热源次序焊接T形接头的热场与力场特征，对比了不同电流下V形耦合双热源焊缝的几何特征参数变化，并分析了其气孔产生机制和微观组织特征。结果表明，V形耦合双热源焊接的热循环曲线为"单峰"状，而单热源次序焊接的热循环曲线为"双峰"状;单热源次序焊接测点的最高温度较V形耦合双热源焊接低16℃，而V形耦合双热源焊接的冷却速度高于单热源次序焊接。T形接头耦合双热源焊接的翼板纵向残余应力呈对称M状分布，近缝区为拉应力，远缝区为压应力，腹板顶部为压应力，底部为拉应力;T形接头单热源次序焊接的纵向残余应力分布规律与耦合双热源焊接类似，但翼板的纵向残余应力呈非对称M状分布。耦合双热源焊缝截面的几何特征参数与电流呈正相关，T形接头顶端部位易产生密集气孔缺陷，焊缝组织主要由α-Al，β(Al3Mg2)和Mg2Si相组成。

    V形耦合双热源焊接单热源次序焊接T形接头热场力场微观组织

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    碳质材料在镁基储氢材料中的应用

    孙静陈硕吴震宋占龙...
    539-551页
    查看更多>>摘要：碳质材料因具有诸多优异的物理化学性质，在储氢研究领域受到广泛关注。综述了碳材料(石墨、石墨烯、碳纳米管)在镁基储氢材料中的应用现状与研究进展，讨论碳材料负载不同催化剂(活性金属、金属间化合物、过渡金属等)对镁基储氢材料性能(储氢容量、吸放氢动力学、反应活化能、循环稳定性等)的影响。在研究碳材料的催化机制时发现，碳材料在镁基储氢材料中不仅起到催化、助催化的作用，还能抑制晶粒团聚和生长。将碳材料应用于镁基金属氢化物时，两者的协同效应能使储氢体系表现出高活性;当碳材料负载催化剂时，还起到良好的分散剂的作用，有利于MgH2表面催化剂均匀分散，使储氢体系表现出高循环稳定性。可为储氢领域高性能材料的构建提供一种新的思路。

    碳材料镁基储氢材料MgH2动力学性能催化

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    Inconel 718合金辐照损伤研究进展

    杨大伟钱进王鑫
    552-563页
    查看更多>>摘要：Inconel 718合金是一种在核能领域广泛应用的耐高温，耐腐蚀的材料。在反应堆中，燃料组件是其核心部件，而材料的辐照损伤研究是保证燃料组件安全和可靠运行的重要一环。反应堆材料经过辐照后不仅引起材料的微观结构发生变化，而且会导致材料力学性能改变。Inconel 718合金是一种典型的镍基合金，具有高强度、耐高温、抗蠕变和抗氧化性能等多重优势，在反应堆材料中被广泛应用。辐照后的Inconel 718合金会产生缺陷，如位错环、空位、间隙原子、气泡、位错线等，引起材料的物理、机械性能变化。从反应堆材料辐照损伤的角度综述Inconel 718合金在离子、质子和中子辐照等方面的研究进展，为开发新的抗辐照合金以及探索不同辐照方式对该合金的影响提供数据支持。

    燃料组件辐照损伤Inconel718合金研究进展

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