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中国有色金属学报
中国有色金属学报

黄伯云

月刊

1004-0609

f-ysxb@mail.csu.edu.cn

0731-88876765,88877197

410083

湖南省长沙中南大学内

中国有色金属学报/Journal The Chinese Journal of Nonferrous MetalsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科技论文统计与分析和中国科学引文数据库的源期刊。已被国际和国内著名检索系统和数据库收录。本刊的影响因子和总被引频次名列冶金、金属学类期刊前茅。
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    固态法制备颗粒增强铝基复合材料的研究进展

    薛克敏张池田辙环王国涛...
    3547-3562页
    查看更多>>摘要：颗粒增强铝基复合材料具备优异的综合性能,可用作结构-功能一体化构件,在新能源汽车、航空航天、核电和兵器装备等领域的应用潜力巨大.不同铝基体、颗粒增强体和制备方法对铝基复合材料的力学性能与物理性能的影响至关重要.近年来,科研工作者在颗粒增强铝基复合材料及其高性能制备方法上开展了大量工作,并取得一定进展.本文通过综述1xxx系、6xxx系等铝基体,氧化物、碳化物等颗粒增强体,粉末冶金法、大塑性变形法等固态法制备方法,力学性能、耐腐蚀性能等服役性能的最新研究进展,系统分析了不同制备方法的优势与目前存在的不足,以期为高性能颗粒增强铝基复合材料的选择、制备与应用提供参考.

    铝基复合材料颗粒增强体粉末冶金大塑性变形

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    颗粒增强钛基复合材料构型化复合研究进展

    李劭鹏隋晓东李福王美琦...
    3563-3582页
    查看更多>>摘要：近年来以空天飞行器为代表的国家重大战略装备蓬勃发展,对轻质、高强钛基复合材料(TMCs)的需求呈高速增长趋势,并促使其向高性能化方向发展.在复合化的基础上"师法自然",对组织进行构型化设计是提高钛基复合材料综合性能的有效途径.构型化组织中软硬相间的变形协调作用与异质变形诱导的强化和应变硬化效应能够显著提升材料的加工硬化能力,并获得理想的强塑性协同效果.本文围绕材料研制的各个环节,从基元复合技术、构型化复合工艺途径、组织特征与力学性能等方面综述了钛基复合材料构型化复合的研究现状,深入讨论了构型化组织的共性特征与强韧化机理,总结了目前研究存在的问题与技术难点,并指出钛基复合材料构型化复合的未来发展方向.

    钛基复合材料构型化复合微观组织力学性能强韧化机理

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    拉伸预变形对2219铝合金板材局部腐蚀性能的影响

    陈高剑刘胜胆覃秋慧伍英明...
    3583-3594页
    查看更多>>摘要：采用浸泡实验、电化学测试、扫描开尔文测试(SKPFM)、电子背散射衍射分析(EBSD)以及透射电子显微镜(TEM)等手段,研究拉伸预变形量(0～10％)对2219铝合金板材局部腐蚀性能的影响.结果表明,随着预变形量增加,最大腐蚀深度和腐蚀电流密度减小,腐蚀形式从晶间腐蚀为主逐渐转变为点蚀为主,腐蚀性能提高;预变形量从0％增大到4％时,最大腐蚀深度快速减小,而后缓慢减小.通过对比预变形前后晶界微观组织特征以及晶内和晶界区域伏打电势的变化,分析和探讨了腐蚀形式变化及腐蚀性能提高的原因.

    2219铝合金预拉伸变形局部腐蚀性能伏打电势晶界析出相

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    原位氧化FeNiMnAlCrC高熵合金的光热转换性能

    李雨洁章飞陈梅洁李开洋...
    3595-3607页
    查看更多>>摘要：本文采用经济的原位氧化和选择性刻蚀工艺,通过调控氧化温度和表面粗糙度,研究了Fe40Ni11Mn35Al7Cr6C1(摩尔分数,％)高熵合金表面的氧化产物变化及其对太阳能光热转换性能的影响.结果表明:在500～700℃范围内,随着温度升高和刻蚀引起的初始表面粗糙度的增大,氧化后高熵合金表面的氧化物尺寸、氧化层厚度、粗糙度和氧化物种类均呈上升趋势,使得光热转换性能逐渐提升.预先刻蚀并经700℃氧化2 h后,合金的太阳能吸收率和光热转换效率分别达到峰值90.4％和87.9％.当氧化温度继续升高至800℃后,由于热膨胀系数不匹配导致热应力增大,合金表面生成的氧化层均开始大面积脱落,进而导致材料的光热性能开始下降.本研究为金属氧化层的有效设计提供了理论支持,有助于实现高熵合金光热性能的优化与提升.

    高熵合金原位氧化选择性刻蚀光热转换太阳能选择性吸收材料

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    高温轧制W5Re/TZM复合材料的组织及性能

    周飞扬张扬英袁媛韩超...
    3608-3619页
    查看更多>>摘要：本文采用烧结法制备了W5Re/TZM复合材料,并通过高温轧制进一步改善其界面结合.通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)和力学实验,重点研究了压下量(25％、40％、55％、70％)对W5Re/TZM复合材料微观组织和力学性能的影响,并分析了复合材料界面协调变形机理.结果表明:随着轧制压下量的增加,W5Re和TZM晶粒显著破碎,最小平均晶粒尺寸分别为13.5μm和15.0μm.在高温轧制过程中,W5Re合金发生了动态回复,TZM合金则发生了动态再结晶,其维氏显微硬度与平均晶粒尺寸d符合Hall-Petch关系.在压下量为40％时,W5Re/TZM复合材料的界面剪切强度达到最高值,为183 MPa,比烧结态提高了60％.在界面元素扩散层内,大量的位错塞积在晶界处.位错的积聚对界面强度的提高起到了重要作用,而界面的协调变形主要通过已有位错滑移来实现.

    高温轧制W5Re合金TZM合金复合材料协调变形

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    预制微裂纹对钨合金动态变形行为与剪切断裂的影响

    叶子辉曹远奎罗旭付遨...
    3620-3633页
    查看更多>>摘要：本文以91W-6.3Ni-2.7Fe(91W)合金为研究对象,通过热旋锻加工预制少量微裂纹,研究了含有预制微裂纹的钨合金的静态和动态力学行为.结果表明:经过旋锻变形后,钨颗粒未发生显著形变,约10％的钨颗粒产生了预制微裂纹.合金的拉伸屈服强度为1.3 GPa,伸长率为6.5％;压缩屈服强度为1.4 GPa,压缩塑性为45％,少量微裂纹对合金准静态力学性能影响较小.在高速冲击条件下,合金强度约为2 GPa,且在应变速率为3000 s-1时形成明显的绝热剪切带.合金中的预制微裂纹促进了绝热剪切带中的裂纹扩展,使得合金在较小的应变下就可以产生绝热剪切失效,从而提升合金的自锐性.此外,构建了含有预制微裂纹91W合金的JC本构模型,可以较准确预测其在高速冲击作用下的应力状态.

    钨合金绝热剪切微观组织力学性能本构模型

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    基于脱合金反应制备富Nb相增强非晶复合材料的微观组织与力学性能

    郭威祝梦媛赵觅吕书林...
    3634-3642页
    查看更多>>摘要：本文采用传统电弧熔炼与金属熔体脱合金法两种手段成功制备了富Nb相增强锆基非晶复合材料,并系统比较了上述两种方法制备获得的样品的微观组织和力学性能.结果表明:基于电弧熔炼与熔体脱合金工艺均可获得富Nb相增强非晶复合结构,无杂质析出相生成,样品热学特征值相近.但是,利用金属熔体脱合金反应制备获得的非晶复合组织中富Nb相尺寸更小,综合力学性能相比于传统电弧熔化法更加优异.因此,形变过程中富Nb相可有效阻碍基体中主剪切带的迅速扩展,促进剪切带增殖,形成多重剪切带.同时,富Nb相本身塑性变形也可进一步降低其界面应力水平,提高材料的强韧性.

    非晶复合材料脱合金反应微观组织强韧性

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    Pb-PL/AgNPs复合阳极的制备及电化学性能

    尹云龙杨长江李灿仇强...
    3643-3656页
    查看更多>>摘要：Pb-Ag阳极是锌电积中目前最常用的不溶性阳极,但其存在析氧电位高和耐腐蚀性差等问题.本文通过木质素磷酸化改性并在其表面负载纳米银颗粒,制备了磷酸化木质素/纳米银复合材料(PL/AgNPs),采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱法(FTIR)、X射线光电子能谱测试(XPS)、热重分析(TGA)对PL/AgNPs的微观形貌、结构组成、银含量进行分析.采用粉末冶金和机械合金化技术制备出Pb-PL/AgNPs复合阳极,在模拟锌电积条件下,采用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱分析法(EIS)等对Pb-PL/AgNPs复合阳极的电化学性能和耐腐蚀性能进行分析.结果表明:Pb-0.5％PL/AgNPs复合阳极具有最佳的电化学和耐腐蚀性能,其银的用量较Pb-0.75％Ag阳极减少了96.7％.Pb-0.5％PL/AgNPs复合阳极的伏安电荷量为1.0611 C/cm2,分别是纯Pb阳极和Pb-Ag阳极的1.8倍和1.25倍;其析氧稳态电位为1.436 V,比纯Pb阳极和Pb-Ag阳极分别低194 mV和97 mV;其耐腐蚀性比纯Pb阳极和Pb-Ag阳极分别提升约86.8％和84％.

    铅基阳极析氧反应磷酸化木质素纳米银颗粒

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    基于电池固废的阻燃聚氨酯复合材料性能

    陶熠章亚妮王飞龙张贺新...
    3657-3668页
    查看更多>>摘要：本研究通过高温煅烧和碱液浸出处理废旧锂电池正极材料(NCM),并将其与焦磷酸哌嗪(PAPP)结合,通过熔融共混技术制备了阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料;采用万能试验机、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥量热法(CCT)等方法评估了复合材料的性能.结果表明:NCM的加入能改善TPU复合材料的力学性能和阻燃性能,LOI从22.5％提升至27.6％(体积分数),UL-94达到V-0级.锥量热测试显示:添加NCM和PAPP后,复合材料的释热速率(PHRR)、总释放热(THR)相对于纯样分别降低了71.1％与21.9％,防火安全性能显著提升.炭渣分析表明:NCM和PAPP复配有助于形成致密的石墨化炭层,增强复合材料的耐火性.

    电池固废正极材料焦磷酸哌嗪聚氨酯弹性体阻燃

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    退役锂离子电池正极材料直接回收技术研究进展

    瞿首昱张思宇韩俊伟蒋龙...
    3669-3684页
    查看更多>>摘要：随着新能源汽车行业的蓬勃发展,动力电池的大规模报废已经成为环境领域面临的重大挑战.直接回收技术作为退役锂离子电池再生利用的新思路,能够在不破坏正极材料晶体结构的前提下,高效修复材料组分与物化性能,具有广阔的应用前景.本文以锂离子电池正极材料(钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂)在循环充放电过程中活性锂流失、晶体结构受损等现象为出发点,系统总结了当前退役正极材料直接回收的主要方法,包括固相法、共晶熔盐法、水热法、电化学法等,同时对上述修复方法所解决的问题及其局限性进行了深入讨论和总结,对退役锂离子正极材料的直接回收技术的发展进行了展望.

    退役锂离子电池正极材料直接回收

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