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期刊信息/Journal information
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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    镍基单晶高温合金DD5铣削表面完整性及亚表面微观组织

    张唤巩亚东梁春游孙竟毓...
    1063-1072页
    查看更多>>摘要：为探究铣削加工对镍基单晶高温合金DD5表面完整性的影响，采用单因素实验方法对加工后DD5表面粗糙度、表面形貌及亚表面微观结构进行了系统分析。结果表明，高切削速度、低进给速度及低切削深度有利于加工后DD5表面质量的提高，切削液的使用显著缓解了加工表面的损伤。与传统多晶高温合金相比，DD5因其超高的强度、硬度和单晶的特征导致加工后表面粗糙度相对较差，但对后续的磨削加工和抛光不会造成不利影响。此外，铣削加工后DD5亚表面的微观结构由塑性变形层和加工硬化层组成，且其尺度不影响材料的宏观性能。研究结果将为镍基单晶高温合金的铣削加工提供研究基础，为加工质量的提高提供技术支持。

    镍基单晶高温合金DD5铣削表面完整性亚表面

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    双喷嘴下铝合金喷淋淬火冷却行为与残余应力研究

    范宁熊柏青李志辉李亚楠...
    1073-1084页
    查看更多>>摘要：结合大规格板材喷淋淬火实际工况，测定双喷嘴喷淋条件下试样不同位置的淬火冷却曲线，并采用X射线衍射法测试淬火后试样表面残余应力分布，分析喷嘴间距和喷淋流量比对试样淬火冷却行为和残余应力的影响。结果表明，在双喷嘴水流量相同情况下，当两个喷嘴的射流重叠较多时，重叠区的冷却能力强于其他射流区;当两个喷嘴间距为100～120 mm时，试样不同位置的冷却行为基本一致;当两股射流相离较远时，未喷淋区的冷却能力弱于射流区;喷嘴间距在80～140mm范围内，试样表面残余应力水平和分布基本一致。当双喷嘴喷淋水流量不同时，试样在低喷淋流量侧的冷却能力较低，随着双喷嘴喷淋水流量差异增大，试样冷却行为不均匀性增大。当喷淋流量比等于或大于1∶0。50时，高喷淋流量侧的残余应力与单喷嘴喷淋下的基本一致，而低喷淋流量侧的应力水平在过渡区明显降低后达到均匀分布。

    铝合金喷淋淬火换热能力热通量残余应力

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    冷喷涂辅助激光重熔合成AlCoxCrFeNiCu高熵合金涂层组织与性能

    冯力马凯王贵平杨伟杰...
    1085-1095页
    查看更多>>摘要：利用冷喷涂辅助激光重熔合成的方法在45#钢基体表面成功制备出不同Co含量的AlCoxCrFeNiCu(x=0，0。5，1。0，1。5，2。0)高熵合金涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机等设备检测分析了Co含量的变化对合金涂层相结构、显微组织、硬度、耐磨性的影响。结果表明，AlCoxCrFeNiCu高熵合金涂层是由简单的体心立方(bcc)和面心立方(fcc)双相构成，当x=1。0时涂层中晶格应变最大，而随着Co含量的增加，AlCoxCrFeNiCu高熵合金的等轴树枝晶从少变多并逐渐细化，柱状树枝晶的间距先增大后减小。枝晶内富集Fe，Cr，Co和Ni元素，枝晶间富集Cu元素，Al元素比较均匀的分布在整个涂层中。随着Co元素含量增加，AlCoxCrFeNiCu高熵合金涂层的硬度先增大后减小，当x=1。0时涂层的硬度达到最大值(HV 610。9);干摩擦条件下，随着Co元素含量增加，AlCoxCrFeNiCu高熵合金摩擦系数先减小后增大，合金的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。当x=1。0时，即AlCo1。0CrFeNiCu高熵合金摩擦系数为0。346，磨损率为3。62×10-5 mm3·(N·m)-1。

    冷喷涂激光重熔高熵合金涂层耐磨性

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    稀土La对Cu-1Cr-0.1Zr合金铸态组织的影响

    肖瑜王松伟宋鸿武邓偲瀛...
    1096-1107页
    查看更多>>摘要：采用真空感应熔炼得到Cu-1Cr-0。1Zr和Cu-1Cr-0。1Zr-0。14La合金铸锭，采用金相显微镜(0M)观察了铸锭宏观晶粒组织，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察了基体中第二相种类、形貌及分布规律。结果表明:稀土La的添加能够明显细化铸锭晶粒，促进柱状晶向等轴晶转变。稀土La添加后，网状共晶Cr相变细、变短，分布更弥散，枝晶偏析现象减轻。TEM表征发现，铸态Cu-1Cr-0。1Zr合金中Zr在Cr相表面富集，抑制Cr相长大，使Cr相呈现球状;而添加稀土La后，La与Zr结合，减弱了Zr对Cr相的球化作用，导致Cr相沿着基体<110>方向生长并呈现棒状。铸态Cu-1Cr-0。1Zr合金主要存在的相有:网状共晶Cr相、球形Cr相和椭球形Cu5Zr相，而添加0。14％La后，主要存在网状共晶Cr相，棒状Cr相、棒状CuCrZr三元相和富La相。

    Cu-1Cr-0.1Zr合金铸态La晶粒细化

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    热挤压态FGH96合金热变形行为及变形机制研究

    刘晓燕张习祎陈秀全孙靖石...
    1108-1119页
    查看更多>>摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机，通过热压缩实验对热挤压态FGH96合金进行研究，得到了变形温度为1020～1090℃，应变速率为0。001～1 s-1，变形量为60％(最大真应变为0。9)下合金的热变形行为;通过热压缩实验得到真应力-应变曲线和金相等表征微观组织，得到了不同变形条件下的应变速率敏感性指数m值、变形激活能Q值和晶粒指数p值，构建了材料的热加工图及R-W-S型变形机制图。结果表明，热挤压态FGH96合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低，合金的m值随温度增高呈现先增加后降低的趋势，m值的取值范围为0。212～0。243。变形激活能呈现先减小后增大的趋势，Q值的变化范围为200～360kJ·mol-1。p值随着温度增加呈现先增加再减小的趋势，呈现与m值变化规律相同的趋势变化，p值的取值范围为1。89～2。76。当变形温度为1070 ℃时，m值为0。243，p值为2。76，Q达到最小值，为201。185 kJ·mol-1，此时该合金的成形性能较好。失稳区域较小且位置相对集中，一般位于高应变速率区域，其他位置均为安全区域，当应变为0。9时，FGH96合金失稳区位于:1038～1055 ℃，0。05～0。1 s-1，最优的热加工参数为1035～1055 ℃，0。001～0。005 s 1。其中，变形温度为1070℃时，低应变速率下(0。001～0。005 s-1)，挤压态FGH96合金变形机制为晶格扩散控制的位错滑移;较高应变速率下(0。01～1 s-1)，为位错管扩散控制的位错管晶界滑移。

    FGH96合金应变速率敏感性指数m晶粒指数p热加工图变形机制图

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    Er2O3微粒掺杂对TC4钛合金微弧氧化涂层组织和耐磨性的影响

    张云龙董鑫焱翟梓棫姜涛...
    1120-1131页
    查看更多>>摘要：针对在实际服役条件下TC4钛合金耐磨性差、硬度低等问题，通过微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面制备出陶瓷涂层，旨在提高其使用寿命和效能。向硅酸钠基础电解液中掺杂Er2O3微粒，研究了不同Er2O3掺杂量对TC4钛合金微弧氧化涂层耐磨性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦测量显微镜对MAO涂层的物相组成和形貌进行表征。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机、布鲁克光学轮廓仪和涂层附着力划痕仪等设备测试MAO涂层的硬度、摩擦系数、磨损体积以及结合强度。结果表明:MAO涂层主要由锐钛矿型二氧化钛(A-TiO2)和金红石型二氧化钛(R-TiO2)相组成，掺杂Er2O3颗粒后，涂层中硬质相R-TiO2的含量有所增加，同时Er2O3能够参与涂层的形成过程，涂层厚度先减小后增加。对比未掺杂Er2O3的MAO涂层，当Er2O3掺杂量为0。9 g·L-1时，涂层表面的孔隙率从45。0％±2。6％降到26。2％±3。1％，涂层的厚度为(5。76±0。16)μm，且致密性和连续性最好，MAO涂层的硬度提升27。96％，表面粗糙度Sa降到0。325 μm，磨损体积减小28。57％，附着力提升54。3％。此时MAO涂层的摩擦系数最小，约为0。5。在电解液中掺杂Er2O3微粒可促进微弧氧化涂层中硬质相的生成，有效降低涂层表面的微孔数目，有利于提高涂层致密性和显微硬度。掺杂的Er2O3微粒能够参与涂层形成过程，降低表面粗糙度，减小摩擦副和涂层之间的摩擦碰撞，提高涂层耐磨性。

    TC4合金微弧氧化(MAO)Er2O3微粒耐磨性

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    铜合金表面MAX相复合涂层的原位制备和组织性能研究

    孙蕾杨盼盼高卫刘侠...
    1132-1143页
    查看更多>>摘要：面向电磁导轨等应用的铜合金表面具有制备导电耐磨涂层的需求，以MAX-Cu复合涂层为研究对象，针对MAX相粉体成本较高，且MAX相在涂层制备过程中容易氧化分解的难题，提出原位MAX相喷涂涂层制备方法。选择Ti，Al和TiC(Ti-Al-TiC)以及Ti，Al和石墨(Ti-Al-C)两种粉体组合，通过粉体配比造粒烧结，采用大气等离子喷涂技术在Cu基体表面制备Ti-Al-TiC系和Ti-Al-C系复合涂层，涂层在制备过程中原位生成Ti2AlC等MAX相，设计后期热处理工艺(600～800 ℃)促进原始粉体反应，提高Ti2AlC等MAX相含量。制备的MAX-Cu复合涂层经热处理后各元素扩散，Ti2AlC等MAX相含量得到提升，Ti-Al-C系复合涂层热处理后各元素互溶效果最佳，且硬度最高为HV0。5 687。1。涂层样品整体电导率最高超过90％IACS，具有良好的导电性。聚焦原位MAX-Cu复合涂层制备工艺的探索和组织性能表征，相关研究结果为MAX相在涂层中的应用提供了新的技术路线和研究思路。

    MAX相原位制备复合涂层导电性

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    SnO2QDs-g-C3N4/C的合成及其光催化降解四环素研究

    于巧玲刘成宝曹一达郑磊之...
    1144-1153页
    查看更多>>摘要：以二水合氯化锡(SnCl2·2H2O)为Sn源，芦蒿(artemisia selengensis)为生物模板诱导合成的g-C3N4/C(ACN)材料为载体，通过简单的水热法引入氧化锡量子点(SnO2QDs)，制备了SnO2QDs/ACN复合材料。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)、光致发光光谱(PL)、氮气吸附-脱附测试(BET)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对材料的晶体结构、微观形貌和孔结构进行了表征。结果表明:SnO2QDs-g-C3N4/C材料已成功合成，生物碳骨架具有丰富且完整的介孔结构，SnO2QDs结晶度高且均匀锚定在生物碳表面，负载SnO2QDs后复合材料的比表面积增大、活性位点增加、载流子分离效率提升。通过对光催化降解效率及其反应动力学分析可知，7％SnO2QDs/ACN-2具有最高的四环素(TC)降解效率，达到56。5％。对比g-C3N4和ACN的光催化降解效率，分别达到其2。87倍和1。78倍。通过自由基捕获实验确定了复合材料降解四环素的主要活性物种为·O2-，而h+和·OH不参与反应。

    石墨相氮化碳生物模板法SnO2量子点光催化降解四环素

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    铁铌联合作用机制对CMAS系微晶玻璃析晶机制的影响

    张宇轩李宇张铁柱李航任...
    1154-1162页
    查看更多>>摘要：白云鄂博尾矿的大量堆积造成了矿产资源的严重浪费，使含铌的高价值白云鄂博尾矿得不到有效利用，而制备以铁铌为晶核剂的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系矿渣微晶玻璃是高值利用含铌白云鄂博尾矿的方法之一。利用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱研究了铁铌的不同掺杂量对样品热行为和结构的影响。结果表明:氧化铁作为晶核剂时微晶玻璃材料中析出的晶相主要是透辉石相，而铌作为晶核剂添加时会促使烧绿石、CaNb2O6富铌晶相的析出，通过改变铁铌的比例能够使堇青石、倍长石和氟金云母相的析出。氧化铌的添加使析晶温度升高从而抑制样品的析晶，但是同时添加铁铌时会使氧化铌抑制析晶的作用减弱。氧化铌添加到样品中之后以[NbO6]结构基元的形式将玻璃网络中非桥氧键连接，从而提高硅氧网络的聚合度，而氧化铁能够将铌形成的桥氧键破坏。另外，铌的4d5s轨道和铁的3d4s轨道能够同时提供电子，提高费米能级附近的态密度增加原子的活性，有助于促进晶体的形成。铁铌联合作用机制的研究为高值化利用白云鄂博尾矿和设计独特性能的微晶玻璃提供理论依据。

    微晶玻璃铁铌联合作用机制拉曼光谱玻璃网络

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    Ti4O7阳极材料制备改性及其在电化学水处理中的应用研究进展

    荆晓生郭思远李昕圆王雪...
    1163-1176页
    查看更多>>摘要：在"双碳"目标的背景下，电化学水处理技术作为一种高效安全的废水处理技术，对阳极材料性能提出了更高要求。常见的碳、贵金属和钛基体金属氧化物等电极均存在成本高、稳定性差和重金属溶出造成的二次污染等缺陷，开发新型阳极材料势在必行。亚氧化钛材料因其独特的晶格结构具备了优异阳极所需的良好性能:高导电率、高催化活性、强理化稳定性、耐腐蚀、成本低、使用寿命长等。为进一步推广应用，对亚氧化钛Ti4O7阳极材料的结构性能进行了介绍，总结了Ti4O7粉末电极的制备与改性方法及其在电化学水处理领域应用的研究进展，提出了目前在制备工艺、性能提升和应用拓展方面面临的挑战，并对未来的研究方向和应用前景提出展望。

    电化学水处理阳极材料亚氧化钛电极制备与改性

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