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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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    退火处理对高压扭转ZXJ310镁合金体外降解性能的影响

    张家振马鸣龙李永军孙昭乾...
    609-617页
    查看更多>>摘要：利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形(HPT)ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明:高压扭转态ZXJ310镁合金在150 ℃退火时，随着退火时间延长(0～4h)，合金的平均晶粒尺寸由高压扭转态的98。3 nm，分别增长至169。8，217。6，220。2和259。5 nm。通过TEM观察可知，ZXJ310镁合金中的位错密度明显降低;电化学测试显示:随着退火时间延长，腐蚀电位明显增加，ZXJ310镁合金Nyquist图谱中的容抗弧半径逐渐增加，退火4h后高压扭转ZXJ310镁合金的电化学腐蚀速率可以降低至0。32mm·y-1;ZXJ310镁合金在模拟体液中的浸泡失重试验结果也表现出同样的趋势，3～4 h退火后的ZXJ310镁合金的耐蚀性显著提升;对ZXJ310镁合金的腐蚀产物分析可知，退火处理显著改善合金在模拟体液(SBF)溶液中的浸泡腐蚀行为，增加腐蚀产物膜层的致密性和稳定性，但不会对合金腐蚀产物的类型产生影响。不同状态下ZXJ310镁合金在相同浸泡条件下产生的腐蚀产物种类没有区别，浸泡120 h后均能产生含羟基磷灰石的Ca-P化合物。

    ZXJ310镁合金高压扭转(HPT)退火处理体外降解

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    冷却速率对Al-4％V中间合金含V相类型及尺寸的影响

    蒙毅李岑杨越
    618-631页
    查看更多>>摘要：Al-V中间合金制备工艺参数直接影响其中不同含V相的形成。将Al-V中间合金熔体在1150 ℃条件下，分别浇入"楔形"水冷铜模、石墨模和耐火材料模，制备不同冷却速率条件下的Al-4％V(质量分数)中间合金。定量统计合金中不同含V相占比、平均尺寸和尺寸分布等本征参数，探究这些参数受平均凝固冷却速率(vs)的影响规律。结果表明:当vs处于120。4～308。5 ℃·s-1的范围时，只形成Al3V相，其面积占比随vs的增大先增加后降低，最大面积分数达到14。56％。当vs低于120。4℃·s-1时，随vs升高Al3V面积占比迅速增加而Al10V面积占比迅速降低直至最终几乎消失;而当vs高于308。5 ℃·s-1时，反而是Al3V面积占比随vs升高而迅速减少直至最终几乎消失，Al10V面积占比大幅增加。s升高可有效细化Al10V相和Al3V相:当vs较低(≤54。0℃·s-1)时，vs的增加对Al3V相细化效果更显著;反之，当vs超过54。0 ℃·s-1时，vs的增加对Al10V相细化效果更显著，其平均尺寸最小可低至4。1 µm2。v对Al10V相尺寸波动的影响比Al3V相的大:Al10V相的尺寸波动随vs的降低而增大，而Al3V相尺寸波动随vs的增大先增加后降低，vs在120。4℃·s-1时Al3V尺寸波动最大。

    中间合金V结晶相凝固冷却速率尺寸分布

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    超声振动对激光沉积Ti-6Al-4V钛合金组织与性能的影响

    李长富杜金航钦兰云杨光...
    632-639页
    查看更多>>摘要：采用多物理场仿真模拟，建立了垂直基板法向方向施加的超声幅场模型，得到的超声驻波幅场分布与实验结果相同。在未施加和施加驻波超声场的基板上，采用激光沉积制造(LDM)工艺制备了 Ti-6Al-4V钛合金试样，对比分析了试样显微组织和力学性能的差异，并对差异产生的原因进行了探讨。数值模拟结果表明，当以垂直基板法向方向施加超声场时，基板上形成驻波，基板的固有频率与超声频率是影响超声作用效果的关键因素，当超声频率为20。2kHz时，驻波存在最高振幅，达到76 µm。相比于无振动作用，超声引入可有效阻碍β柱状晶的生长趋势，细化β柱晶内部的α片层组织，被施加高振幅作用的试样在底部靠近基板区域的组织产生等轴β晶区和密集的亚晶界，激光熔覆层横截面硬度随振幅升高而显著提高，抗拉强度随振幅的升高提高4。2％，屈服强度随振幅的升高提高3。1％。驻波超声场在基板上的形成，实现了超声场对LDM制备Ti-6Al-4V钛合金组织与性能的有效调控，为LDM工艺制备更高质量钛合金构件提供重要的理论指导。

    激光沉积制造(LDM)驻波超声幅场显微组织力学性能

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    基于晶界工程调控增材制造Inconel 718合金的腐蚀性能

    丁雨田孙富豪许佳玉刘博...
    640-650页
    查看更多>>摘要：采用电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站中极化曲线和阻抗曲线等手段，研究了不同晶界工程处理(变形量为5％，10％和20％，退火制度为1150℃/0。5h)对选区激光熔化成形Inconel 718合金(SLM-Inconel 718合金)的晶界特征分布和腐蚀性能的影响。结果表明，当压缩变形量为10％+退火制度为1150℃/0。5h时，SLM-Inconel 718合金基本完成了再结晶，其微观组织由细小的再结晶晶粒以及退火孪晶组成;在此工艺下合金的平均晶粒尺寸最小，为4。5 μm;同时，合金中低∑CSL(重合位置点阵倒数)晶界(3≤∑≤29)的比例为64。23％，∑3晶界的比例为50。03％，∑9+∑27的晶界比例为13％，特殊三叉晶界比例中J2(三叉晶界中含2条低∑CSL晶界)晶界比例为44。3％，J3(三叉品界中含3条低∑CSL晶界)晶界比例为26。5％，表明10％+1150℃/0。5h处理后的样品中的特殊晶界要远高于其他晶界工程处理(5％+1150 ℃/0。5 h和20％+1150℃/0。5h)的样品;此外，SLM-Inconel 718合金经10％+1150℃/0。5 h晶界工程处理后，平均腐蚀速率为1。8×10-4 mm·year-1，其腐蚀速率相较于5％+1150℃/0。5h和20％+1150℃/0。5h晶界工程处理的样品分别降低了 6倍和5。5倍。

    选区激光熔化(SLM)晶界工程低∑CSL晶界晶界特征分布腐蚀性能

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    DP-GH4169合金在Delta工艺中的热变形行为及机制

    张海燕程明胡如夫张士宏...
    651-659页
    查看更多>>摘要：δ相是镍基变形高温合金GH4169合金中主要强化相γ"的稳定相，以δ时效处理后的GH4169(DeltaprocessedGH4169，DP-GH4169)合金为研究对象，通过等温恒应变速率压缩实验，在温度为954～996 ℃和应变速率为0。001～0。1s-1的范围内研究了该合金在Delta工艺中的热变形行为，获得了合金的热变形激活能和应变速率敏感因子，建立了功率耗散图。通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了该合金在Delta工艺热变形时的变形机制和微观组织演变机制。结果表明，DP-GH4169合金在Delta工艺热变形中的微观组织演变机制为动态再结晶(DRX)和片层状δ相的球化;变形激活能为332。276kJ·mol-1;片层状δ相的球化行为与晶界滑移机制的相互作用，导致合金在应变速率范围为0。001～0。1 s-1变形时应变速率敏感因子的变化规律不同;基于功率耗散图，DP-GH4169合金在高于980 ℃变形时，高应变速率更有利于获得细晶;在温度为957～971 ℃和应变速率为0。001～0。004 s-1的范围内变形时，DP-GH4169合金发生了超塑性变形。

    变形行为GH4169合金Delta工艺(DP)功率耗散图δ相

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    Zn,Mg和Mn对7N01合金组织和性能的影响

    王帅罗兵辉邢莎莎姜根...
    660-670页
    查看更多>>摘要：设计了6种不同成分配比的7N01合金，通过硬度计和万能试验机对不同成分合金在时效过程中的硬度和力学性能进行了测试。分别通过透射电镜明场像(BFTEM)、选区电子衍射(SAED)和高角度环形暗场像(HAADF-STEM)3种不同的成像模式，对不同配比合金的微观组织进行了表征和分析。结果表明:在120 ℃峰时效过程中，Mg对合金晶内GP区和η'相的类型、数量有明显的影响;Zn对时效过程中晶界无沉淀析出带(PFZ)变化有明显的影响;Zn和Mg共同影响着晶内和晶界析出相的尺寸和密度。Mn对Al6Mn析出相的数量和分布影响较大，同时Mn含量增大会略微提高合金晶内GP区和η'相的密度。

    7N01合金成分配比硬度力学性能析出相演变

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    AlxCoCrFeNi系高熵合金物相结构及力学稳定性第一性原理计算和试验研究

    吴亚楠韩春霞刘瑞赵二俊...
    671-681页
    查看更多>>摘要：高熵合金因其独特的组织结构和多种效应展现出良好的力学性能，近年来成为广泛研究的焦点。采用第一性原理计算和试验相结合的方法，研究了 AlxCoCrFeNi(x=0，0。1，0。3，0。5，0。7，1。0;摩尔分数)系高熵合金的物相结构和力学性能，探究不同Al含量对高熵合金组织结构及力学性能的影响。采用虚拟晶体近似(VCA)法计算发现:随Al含量增加，合金的晶格常数呈增大趋势，密度逐渐减小;合金共价键特性增强，塑性降低，原子间平均成键能力和变形抗力逐渐增强，不易发生弹性变形。采用真空电弧熔炼法制备出系列合金试样并对其进行研究分析，结果表明:Al元素加入使合金发生晶格畸变，其晶体结构由单一面心立方(fcc)结构先转变为fcc+体心立方(bcc)混合结构，随后转变为单一 bcc结构。同时，Al含量的增加会使合金硬度和弹性模量值升高，延展性降低。理论预测值与试验结果吻合良好，进而证明VCA法用于AlCoCrFeNi系高熵合金物相结构及力学性能预测具有较高的准确性，可为设计开发新型高熵合金提供参考依据。

    AlxCoCrFeNi系高熵合金第一性原理计算虚拟晶体近似(VCA)物相结构力学性能

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    MoS2/CQDs/g-C3N4三相复合材料的合成及其光催化性能

    徐杨刘成宝金涛陈丰...
    682-694页
    查看更多>>摘要：为了使石墨相氮化碳(g-C，N4)高效地应用于光催化反应，以硫脲、柠檬汁和四水合钼酸铵为前驱体制备了MoS2/CQDs/g-C3N4三相复合光催化剂，成功构建n-n型异质结。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光光谱、氮气吸附-脱附和紫外可见光漫反射分析(UV-Vis DRS)等方法对复合材料的晶体结构、微观形貌、光吸收特性和孔隙结构等进行了详细表征。结果表明，MoS2/CQDs/g-C3N4复合材料的比表面积大、反应活性位点多。在可见光照射下(波长(λ)＞420nm)，MoS2的含量为10％时所合成MoS2/CQDs/g-C3N4复合材料对罗丹明B(RhB)的光催化降解效率达到其降解效率最高的75。8％，降解速率最快且为g-C3N4的4倍。经过4次降解循环后，复合材料的降解效率仍为70。2％。

    石墨相氮化碳碳量子点过渡金属硫化物异质结光催化性能

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    难熔金属钼和钨的微合金化研究进展

    张婉婷周增林李艳何学良...
    695-704页
    查看更多>>摘要：微合金化技术作为一种先进的材料设计调控理念，已在钢铁和有色轻金属领域开展了大量研究与应用，具有广阔的发展前景。由于难熔金属钼和钨存在室温脆性、高温易氧化和变形抗力大等问题，限制了其在更极端环境中的应用。微合金化可在保持纯钼和纯钨基体原有特性的基础上，通过掺杂微量溶质元素对材料的组织和性能进行调控，改善其低温脆性、再结晶温度和力学性能等。根据微合金元素的种类，将其分为非金属元素和金属元素两大类，总结了难熔金属钼、钨的微合金化研究现状。概述了非金属元素Si，C，B对改善基体界面结合和力学性能的作用，及Ti，Zr，Re，Hf，K和Ⅷ族金属元素对钼、钨韧脆转变温度和力学性能的影响，梳理了其他金属元素Mg，Sn，Y和W的微量添加对钼材韧塑性的改善。分析了微合金元素在钼、钨中固溶软化、固溶强化和第二相强化机制，并对今后难熔金属钼和钨的微合金化研究与发展前景进行展望。

    微合金化难熔金属固溶软化固溶强化第二相强化

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    稀有金属基锂离子电池负极材料研究综述

    杨森赵宁张帅卿董伟...
    705-713页
    查看更多>>摘要：锂离子电池是解决煤炭、石油等化石能源短缺的清洁能源，在生产、生活、军事等领域被广泛应用。稀有金属具有体积容量高、循环稳定性好、电导率高等优点，是理想的锂离子电池负极原料。但稀有金属在充放电时体积变化较大，导致负极材料结构不稳定，降低锂离子电池可逆容量。通过阐述典型稀有金属锡、钛、钼、锗、锑或其化合物结构特征，以及其作为锂离子电池负极材料储锂机制，归纳充放电过程中存在问题，分析负极材料改性方法研究进展及研究趋势，可以从结构和机制方面改进稀有金属基锂离子电池负极材料储锂性能，提升稀有金属商业价值。研究表明:纳米结构易于传质和转移电荷;小尺寸也有利于减小体积变化产生的应变;合金化和复合材料改性能提高反应能量势垒，有利于提高储锂容量，控制体积膨胀。优化稀有金属及其化合物纳米结构、降低稀有金属基负极材料成本、构造多孔或核-壳结构是稀有金属基锂离子电池负极材料未来研究趋势。

    稀有金属基负极材料锂离子电池储锂机制纳米化复合改性结构调控

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