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中国有色金属学报（英文版）
中国有色金属学报（英文版）

黄伯云

月刊

1003-6326

f-ysxb@mail.csu.edu.cn

0731-88876765

410083

湖南省长沙中南大学内

中国有色金属学报（英文版）/Journal Transactions of Nonferrous Metals Society of ChinaCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>本刊主要报道有色金属（含先进材料）材料科学与工程、有色金属选矿、冶金及化学化工等学科领域的新理论、新技术和新方法及其发展动向。本刊已被美国SCI、EI、CA，英国INSPEC等国际著名检索系统和国内《中国学术期刊文摘》、《中国学术期刊》（光盘版）、《万方数据》等检索系统/数据库收录，在材料、冶金科技界享有较高的声誉。
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    双辊薄带连铸凝固过程中柱状晶向等轴晶转变的广义稳定性判据

    吴盼胡佳琦张玉兵宋韶杰...
    1365-1379页
    查看更多>>摘要：为促进柱状晶向等轴晶转变(CET)获得均匀的等轴晶,大多数有效的理论聚焦于生长而忽略了形核的影响.为此,构建耦合细化剂异质形核和枝晶生长的理论框架,采用考虑双辊薄带连铸(VTC)凝固过程中热力学驱动力(ΔG)和动力学能垒(Q)的广义稳定性(GS)新概念,研究CET位置、晶粒半径和力学性能.细化剂的加入,尤其是Al-5Ti-1B细化剂,通过增加形核的ΔG和生长的GS使晶粒半径细化到19 µm,柱状枝晶的厚度增大到5～6 mm,同时提高强度和塑性.遵循高ΔG-高GS准则,细化剂直径优化为0.3 μm.

    广义稳定性细化剂柱状晶向等轴晶转变双辊薄带连铸

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    Al-Ca-Cu三元合金体系中与铝平衡的金属间化合物

    T.K.AKOPYANT.A.SVIRIDOVAN.A.BELOVN.V.LETYAGIN...
    1380-1392页
    查看更多>>摘要：对三元Al-Ca-Cu合金体系中与铝固溶体平衡的(Al,Cu)4Ca、Al27Ca3Cu7和Al8CaCu4金属间化合物的结构和性能进行全面分析.基于Al4Ca相中部分Al原子被Cu取代,将(Al,Cu)4Ca金属间化合物视为线性化合物.化合物中铜的溶解度达到10at.％(19 wt.％),导致化合物的晶格结构、物理和力学性能发生显著变化.例如,化合物的密度从2.22 g/cm3增加到2.79g/cm3,显微硬度从HV 180增加到HV250.将Al27Ca3Cu7相视为具有严格化学计量比和BaHg11型初始晶体结构的三元化合物,其空间群为Pm3m,晶格参数为8.514 Å,密度为3.45 g/cm3.Al8CaCu4相也是严格化学计量比的三元化合物,具有Mn12Th型晶格结构,最高的显微硬度(HV 505)和密度(4.57 g/cm3).属于二元(Al)+(Al,Cu)4Ca相场和准二元(Al)+Al27Ca3Cu7截面的合金,有前景作为新型天然铝基复合材料的基材.

    金属间化合物Al-Ca合金显微组织晶体结构物理性能力学性能

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    从热力学计算到定形体系的实验表征设计全金属复合相变材料

    Chiara CONFALONIERIAlessandra CAMNAGHIElisabetta GARIBOLDI
    1393-1412页
    查看更多>>摘要：用于热能管理的复合相变材料(C-PCMs)利用其一个或多个低熔点活性相的可逆相变(如熔化—凝固)存储和释放热能作为潜热.同时,高熔点的惰性相可以提供额外的性能,如定形性和改善的导热性.从难混溶合金中可获得具有这些特征的全金属复合材料体系.本文将热力学计算和实验测试相结合,探讨二元(Al-In,Al-Sn,Al-Bi和Cu-Bi)和三元(Al-In-Sn和Al-Bi-Sn)难混溶合金在100～300 ℃的温度范围内用作C-PCMs的潜力.结果表明,将这两种方法相结合对于全面理解复合体系和找到满足设计需求的最佳解决方案十分必要,它克服了"试错"法浪费时间的弊端,并为模拟提供了高质量的数据.

    复合相变材料合金设计热力学性能定形性储热

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    激光粉末床熔融成形高性能Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的显微组织演变及力学性能

    唐浩耿遥祥高超峰席晓莹...
    1413-1426页
    查看更多>>摘要：系统研究时效温度对激光粉末床熔融成形Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,成形态合金组织致密且无裂纹,平均晶粒尺寸为3.51 μm,屈服强度为(547±3)MPa.经300 ℃时效后,合金组织中析出大量尺寸为2～3 nm且与基体共格的Al3Sc纳米颗粒.时效样品的屈服强度提升至(616±4)MPa,这得益于合金中的析出强化、固溶强化和晶界强化.当时效温度超过300 ℃时,部分Mn和Zr从固溶体中析出,形成Al6Mn和Al3(Sc,Zr)相.经500 ℃时效后,合金中Al6Mn相和Al3(Sc,Zr)相分别粗化至约600和30 nm.因此,合金的屈服强度下降至(372±3)MPa.

    激光粉末床熔融Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金显微组织演变力学性能Al3Sc纳米颗粒

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    一种能温和产氢且具有高活性保持能力的Al-Bi-Zn基复合粉体

    王翠萍余方拯黄岩王明帅...
    1427-1440页
    查看更多>>摘要：通过相图计算和气体雾化的方法,设计并制备Al-10Bi-7Zn和Al-10Bi-7Zn-1.5X(X:Cu,Fe,Ni)(质量分数,％)复合粉体.研究Cu、Fe和Ni对Al-Bi-Zn基复合粉体水解制氢性能的影响.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)以及能量色散谱(EDS)分析对粉体的组成和形貌进行表征.水解制氢性能测试结果表明,添加Cu、Fe或Ni可以改变Al-10Bi-7Zn三元合金复合粉体的制氢速率,并且提高其抗氧化性能.在四元复合粉体体系中,Al-10Bi-7Zn-1.5Ni表现出最佳的制氢性能,在60 ℃下与蒸馏水反应时,500 min内的产氢率为 75.3％(954.1 mL/g),在储存 7 d 后(30 ℃,相对湿度 60％),1500 min 内保持 57.9％(733.7 mL/g)的产氢率.此外,机理研究表明,在Al-Bi-Zn基复合粉体中添加Cu、Fe或Ni可以稳定Al基体,抑制复合粉体在空气中的开裂,保持粉体的高活性.

    铝合金气雾化水解反应制氢抗氧化

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    砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金的线收缩

    蒋锐吴国华谢赫童鑫...
    1441-1455页
    查看更多>>摘要：研究铸件几何特征对砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr(VW93)合金线收缩的影响.利用3D扫描仪精确提取自由收缩和受阻收缩砂铸件的尺寸,并用于计算收缩系数.引入砂芯体积与铸件包络体积之比(γ)量化砂芯对铸件收缩的约束程度.通过分析自由收缩系数的统计分布和受阻收缩系数随γ的变化规律发现,VW93合金的自由收缩系数为1.96％,受阻收缩系数随γ的增大而线性减小,此关系为根据铸件几何结构预测VW93合金收缩率提供支持.

    自由收缩受阻收缩砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金

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    La/Nd比对AZ91-RE合金显微组织和拉伸性能的影响

    崔鹏星胡茂良吉泽升王晔...
    1456-1469页
    查看更多>>摘要：研究La/Nd比对AZ91-RE合金显微组织和拉伸性能的影响.采用经典表征方法分析第二相的体积分数、平均最近邻距离(NND)和数量密度.利用第一性原理计算确定第二相的形成焓、力学性能和热力学性质.结果表明,La与Nd的质量分数比(wLa/wNd)为3/2的合金具有最小的平均晶粒尺寸、最小的平均最近邻距离和最高的第二相数量密度.计算结果表明,Al11La3和Al2Nd的形成在能量上有利.此外,Al11La3和Al2La在抗变形能力、抗剪切变形能力、固体刚度和热稳定性方面都明显优于其他第二相.因此,提高Al11La3和Al2La相的含量有利于改善AZ91-RE合金的力学性能.

    AZ91合金显微组织拉伸性能第一性原理计算电子结构热力学性质

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    PCL/HA静电纺丝纤维涂层对可降解Mg/HA复合材料的表面改性:力学性能、腐蚀和生物相容性

    M.SHAMSIM.SEDIGHIA.BAGHERI
    1470-1486页
    查看更多>>摘要：采用搅拌铸造和挤压法制备Mg/HA复合材料,并在其表面采用静电纺丝法涂覆聚己内酯/羟基磷灰石(PCL/HA)纤维(2.5％和5％HA,质量分数),以提高其耐腐蚀性.力学性能测试结果表明,复合材料的压缩屈服强度从73 MPa(纯镁)提高到151 MPa,提高了 107％.SEM、EDS和XRD分析表明,HA颗粒分布在多孔涂层中.极化曲线结果表明,涂层试样的耐腐蚀性能均优于未涂覆试样.PCL涂层使样品的腐蚀电流密度降低了两个数量级.通过极化和体外腐蚀试验证明了 HA在涂层中的有效性.涂层和随后形成的Ca-P层阻碍了模拟体液与基体的接触和渗透,从而起到保护表面的作用.PCL/2.5％HA涂层样品的腐蚀速率最低,其平均值为0.98 mm/a,与未涂层样品相比,在14天内减少了 81％.根据3天MTT结果,使用PCL/2.5％HA涂层可使细胞活性从43％提高到121％.综上,涂覆PCL/2.5％HA纤维的Mg/HA复合材料在生物可吸收植入物方面具有广阔的应用前景.

    镁基复合材料复合涂层生物可降解羟基磷灰石聚己内酯纤维

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    时效态WE43合金表面腐蚀产物膜的显微组织

    蔡勇陈翌鹏闫宏陈荣石...
    1487-1495页
    查看更多>>摘要：时效态WE43合金在3.5 wt.％NaCl溶液中形成了致密且具有3层结构的腐蚀产物膜.采用透射电子显微镜分析膜层的显微组织.保护性膜层为3层结构,从内到外依次为RE2O3层、MgO与RE2O3的混合层和 Mg(OH)2与RE2O3的混合层.析出相和稀土元素通过外氧化的方式形成大量稀土氧化物颗粒,这是保护性膜层形成的主要原因.RE2O3与MgO存在以下择优位向关系:(211)晶面和[231]晶向分别与MgO的(002)晶面和[110]晶向平行.因此,稀土氧化物颗粒可以填补疏松MgO膜层的空隙,从而提高了膜层的致密性.内层的RE2O3和MgO与RE2O3的混合层对于保护性膜层的形成起到了重要作用.致密的内层腐蚀产物膜能阻止腐蚀介质与镁基体发生反应.

    镁合金腐蚀产物膜高分辨透射电镜析出相氧化

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    铁配合型镁合金缓蚀剂的阴极阻蚀机制

    杨俊杰王霖倩Carsten BLAWERTSviatlana V.LAMAKA...
    1496-1506页
    查看更多>>摘要：研究阴极缓蚀剂(3-甲基水杨酸盐,3-MeSA)对含铁纯镁腐蚀性能的影响.高铁杂质颗粒成分、腐蚀表面形貌以及3-MeSA分子结构特征为揭示含铁镁合金的腐蚀行为及3-MeSA的阴极型阻蚀机理提供了实验与理论依据.研究结果表明:含铁杂质颗粒中含有固溶态硅,而Fe/Si比可能是导致不同局部腐蚀形态差异的主要原因.虽然3-MeSA能在镁基体上形成吸附层,但其阻蚀机制主要归因于其螯合从富铁颗粒中自腐蚀释放Fe2+/Fe3+的能力,阻止被还原的铁物质再次沉积至腐蚀金属表面.

    镁富铁杂质铁配合剂阴极型缓蚀剂量子化学计算

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