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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

zngdxb@mail.csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
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    石墨Gibbs表面自由能对锂离子电池传统负极浆初始黏度和稳定性的影响

    周奇文博张佳丽刘锋...
    665-676页
    查看更多>>摘要：负极浆料的初始黏度和稳定性对锂离子电池的生产工艺和后期性能至关重要.但是关于石墨原料的理化性质对负极浆料初始黏度和稳定性的影响尚未从根本上阐明.通过对不同粒度和比表面积的商业化石墨进行初始黏度测试,发现负极浆料的初始黏度与石墨的非极性Gibbs表面自由能呈正相关.同时还发现,Gibbs表面自由能极性部分和非极性部分的相对大小对负极浆料的稳定性有影响.当Gibbs表面自由能极性部分接近非极性部分时,制备的浆料具有最佳的稳定性,且静置120 h以后克容量保持稳定.有趣的是,XRD和Raman光谱表征结果显示石墨粒子的Gibbs表面自由能与缺陷之间没有直接的线性关系.本研究可为锂离子电池工业生产中石墨原料的选择提供指导.

    锂离子电池Gibbs表面自由能石墨负极浆料

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    硫化银在硫酸铜-酒石酸盐-硫代硫酸盐溶液中的浸出研究

    陈俊南谢锋王伟符岩...
    677-690页
    查看更多>>摘要：由于氰化物具有高毒性,研究人员正在寻找一种环境友好和可持续的贵金属浸出工艺.硫代硫酸盐被认为是最有前途的替代浸出体系之一.传统的硫代硫酸盐浸出液一般由硫酸铜和氨组成,其中硫酸铜作为氧化剂,氨作为铜离子稳定剂.然而,氨也是有毒试剂.为此,本文研究了一种新型的、环保的硫酸铜-酒石酸盐-硫代硫酸盐体系用于硫化银的浸出,并考察了转速、温度、初始pH值、硫酸铜、酒石酸盐和硫代硫酸盐浓度以及不同气氛对硫化银溶解速率的影响.在硫酸铜-酒石酸盐-硫代硫酸盐溶液中,硫化银的溶解过程受化学反应控制,其表观活化能为43.49 kJ/mol.硫化银浸出的反应级数与硫酸铜、酒石酸盐和硫代硫酸盐浓度的关系分别为0.491、1.366和0.916.对比Ag2S浸出前、后的XRD分析结果,提出了Ag2S在硫酸铜-酒石酸盐-硫代硫酸盐溶液中可能的溶解路线,即Ag2S被Cu(I)-S2O32−逐步取代,生成中间产物Ag3CuS2、AgCuS和(Ag,Cu)2S,最终以Ag(S2O3)23−的形式进入溶液.XPS分析结果表明单质S是Ag2S中硫离子的最终氧化产物.

    硫化银酒石酸盐硫代硫酸盐浸出

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    化学沉积Mn掺杂ZnO薄膜的结构和光学性能

    Emine GüNERIJohnson HENRYFatma G?DENilgün Kalaycio?lu ?ZPOZAN...
    691-706页
    查看更多>>摘要：采用化学沉积法制备了纯ZnO和不同Mn掺杂浓度的Mn掺杂ZnO薄膜,并对所制备薄膜的结构、形态和光学性能进行了研究.XRD分析显示,所有薄膜都呈六角形结构,但Mn掺杂的ZnO薄膜存在峰移.随Mn掺杂浓度的升高,晶体尺寸增大.Mn掺杂ZnO薄膜表面分布不规则颗粒,并呈团聚状.Mn掺杂ZnO薄膜在可见光区表现出更高的透射率,但随着Mn掺杂浓度的升高,透射率逐渐降低.随Mn掺杂浓度的升高,薄膜的带隙减小.Mn掺杂ZnO薄膜在紫外区表现出更高的光导率和导电率.

    ZnO掺杂薄膜化学沉积光导率

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    铝电解质中碱金属阳离子对Al—O—F复合离子结构和稳定性的影响

    韩泽勋蒿鹏程陈长科陈润东...
    707-720页
    查看更多>>摘要：铝电解质中复杂复合离子的结构和稳定性直接影响熔体的性质,进而影响铝电解过程及其技术经济指标.为此,本文采用密度泛函理论研究了碱金属阳离子对Al—O—F复合离子([Al2OF6]2−和[Al2O2F4]2−)的结构和稳定性的影响,分析其结构特征、电荷布居、拉曼光谱、阳离子结合自由能和态密度.研究表明,对于孤立的Al—O—F复合离子体系,[Al2OF6]2−复合离子的稳定性大于[Al2O2F4]2−复合离子;当加入碱金属阳离子后,较大尺寸的碱金属阳离子会增强[Al2OF6]2−和[Al2O2F4]2−复合离子的稳定性,这说明Al—O—F复合离子容易生成并长期存在于冰晶石熔盐电解质中,并遵循K3AlF6>Na3AlF6>Li3AlF6的顺序.从电子密度差图中可以直观地看到Al原子和碱金属阳离子的部分电荷消失后聚集到O和F原子周围.本文计算的Al—O—F复合离子的拉曼频率和文献值较为一致.

    Al—O—F复合离子密度泛函理论碱金属阳离子铝电解质结构和稳定性

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    砷碱渣综合利用工艺及机理研究

    龚傲吴选高李金辉王瑞祥...
    721-734页
    查看更多>>摘要：砷碱渣是锑冶炼行业产生的固体废渣,对环境和人体健康构成严重威胁.目前,常见的砷碱渣湿法处理工艺不仅有价元素回收率低、砷碱分离不完全,还会产生砷碱混合盐,无法实现砷碱渣完全无害化处理.为解决这些问题,本文采用氧化水浸处理砷碱渣,实现了砷和锑的分离,砷、锑的浸出率分别为91.79％和0.62％,浸出渣可返回锑冶炼系统回收锑.通过碳热还原直接从砷碱混合盐(砷碱液蒸发结晶产物)中分离砷和碱,98.3％的砷可被脱除并制备成具有商业价值的无毒高纯金属砷,纯度达到99.9％;碱可从还原后渣中实现回收,良好地实现了砷碱混合盐的无害化和资源化处理.通过热力学、物相和砷价态分析研究了砷还原路径及挥发机理.

    砷碱渣资源回收分离碳热还原金属砷

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    动力学因素对镁热自蔓延制备碳化硼的影响

    石浩豆志河孟扬张廷安...
    735-748页
    查看更多>>摘要：本文以镁热自蔓延过程中的反应动力学因素作为基础,探究了不同镁粉粒径及制样压力对自蔓延过程的影响,考察了不同镁粉粒径及制样压力对产物碳化硼的物相组成、微观形貌及晶体结构发育的影响规律.结果表明:自蔓延过程会显著受到动力学因素的影响,当镁粉粒径大于96μm时,反应物接触面过小,反应无法启动并维持.随着镁粉粒径的减小,氧化硼的还原反应加快,硼酸镁的形成被有效抑制,浸出产物中的镁残留量从0.38％降至0.29％;但过快的还原反应使得体系温度迅速升高,致使部分硼镁挥发,浸出产物的的C/B质量比从0.52升至0.65;制样压力的增大能够限制晶体生长空间,从而削弱硼酸镁的晶须化过程,浸出产物中的镁残留量从0.18％降至0.08％;当制样压力从0增至30 MPa时,能够缩短原料颗粒间的间距,在一定程度上促进还原反应的进行,但同时也促进了硼镁的蒸发耗散,而压力的进一步增加则能够在空间上限制硼镁的挥发,提高原料利用率.浸出产物的C/B质量比在30 MPa时达到峰值0.74,并随着压力的进一步升高而下降至0.66.

    制样压力镁粉粒径镁热自蔓延动力学因素碳化硼

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    氯离子存在条件下嗜热酸性生物浸出硫化铜精矿

    Mahboube BAKHSHOUDEEsmaeel DAREZERESHKIFereshteh BAKHTIARI
    749-762页
    查看更多>>摘要：本文研究了在生物浸出Midouk Shahrr-e-Babak铜矿复合体系中,氯离子对用极端嗜热菌Sulfolobus acidocalarius生物浸出硫化铜精矿的影响.细菌在pH=1.5时逐渐适应氯离子,说明溶液中氯离子的存在只是降低了细菌的繁殖和生长速度,但并没有阻止细菌的生长.当pH从2.0降低到1.5时,在前几天铜的浸出率逐步提高,9 d后铜的浸出率接近100％.随着溶液中固体含量从1％增加到3％,铜浸出时间延长了6 d.在pH=1.5、固体含量为1％、NaCl浓度为0.5 mol/L和1.0 mol/L的条件下,9 d后的浸出率分别为98％和80％;21 d后,浸出率分别达到近100％和90％.在无微生物但其他条件相同的情况下,铜的浸出率仅为62％.

    生物浸出Sulfolobusacidocalarius硫化铜精矿氯离子

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    冷轧及退火对310S奥氏体不锈钢的微观结构和组织的影响:基于X射线和电子背散射衍射分析

    R.B.HEIDARIM.ESKANDARIM.YEGANEH
    763-785页
    查看更多>>摘要：本文研究了热处理对310S奥氏体不锈钢的微观结构和组织的影响.对样品材料进行冷轧,使其厚度分别减少20％、50％和90％,然后在1023、1223和1323 K下退火5、15和30 min.在厚度减少20％后,奥氏体内产生孪晶,且可观察到形变诱发的α'马氏体,孪晶的体积分数大于α'马氏体.当厚度变化由50％增加到90％,α'马氏体的体积分数由11％增加到69％,孪晶被α'马氏体取代.发生形变后奥氏体相主要为Brass、Goss和S织构,α'马氏体的主要纹理为R-Cu、R-cube、F和E组份.随着形变量增大,Brass织构增加,Goss织构减少.退火过程中,马氏体向奥氏体转变,并发生了再结晶,使Goss和Brass再结晶织构的体积分数增加.材料退火后的结构与冷轧后的大致相同.1223 K下退火5 min的马氏体转变速度明显高于1023 K下的.在1023 K下退火5 min,由于马氏体不完全转变和初级再结晶,未能检测到等轴组织.获得超细晶粒组织的最佳退火温度为1023 K,退火时间为15 min.在1173 K和1273 K时出现快速再结晶和晶粒生长.

    310S不锈钢形变退火电子背散射衍射微观结构组织

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    蒸汽喷吹烧结填充床强化碳燃烧:减少一氧化碳排放的实验研究

    孙成烽周炫庚李刚王跃飞...
    786-799页
    查看更多>>摘要：提高固体燃料的燃烧效率对减少铁矿石烧结过程中的一氧化碳排放具有重要意义.本研究借助蒸汽对焦炭燃烧的辅助作用,在烧结过程中引入表面蒸汽喷吹技术,并验证了该技术在降低一氧化碳排放方面的潜力.首先,在空气与空气-蒸汽混合气氛中分别进行焦炭的热重实验.结果表明,相比于空气气氛,引入蒸汽后的混合气氛可使燃烧废气中的一氧化碳浓度从183×10−6降低到78×10−6.此外,从热力学和动力学角度分析了表面蒸汽喷吹技术减少一氧化碳排放的机理.然后,在无喷吹、间隔喷吹与连续喷吹操作下,进行了一系列实验室规模下的烧结杯试验.结果表明,间隔喷吹和连续喷吹均可降低烧结过程中的一氧化碳排放.在本试验条件下,蒸汽喷吹的最佳方式为以0.053 m3/min的喷吹流量连续喷吹13 min.与无喷吹案例相比,烧结废气中一氧化碳的平均浓度从7565×10−6降低到6231×10−6,烧结矿的一氧化碳总排放量则从13.46 m3/t降低到9.51 m3/t.

    烧结碳燃烧蒸汽喷吹一氧化碳减排

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    新型抑制剂可得然胶在萤石与方解石浮选分离中的应用及其机理

    韩文杰朱一民葛文成刘杰...
    800-810页
    查看更多>>摘要：在使用脂肪酸类捕收剂浮选萤石时,萤石与脉石矿物方解石的可浮性都很高.因此,必须使用高效抑制剂使方解石得到抑制.本文采用一种高效、环保的方解石抑制剂可得然胶用于萤石和方解石的浮选分离.首先,对可得然胶的结构和分子量进行表征;然后,进行浮选试验.结果表明,可得然胶的添加扩大了萤石与方解石的可浮性差异,从而实现了萤石和方解石的浮选分离.通过研究可得然胶对方解石的选择性抑制机理发现,可得然胶是通过其分子中羟基与方解石表面的钙形成化学键而进行吸附的,其吸附能力远大于萤石,从而选择性抑制方解石.这种选择性吸附导致了方解石表面在浮选过程中被可得然胶进行了亲水改性,并阻碍了NaOl吸附引起的疏水改性.而可得然胶在萤石表面的吸附能力较弱,NaOl仍可吸附在其表面,产生疏水性.因此,可得然胶可以作为萤石和方解石浮选分离时的新型抑制剂.

    可得然胶抑制剂萤石方解石浮选

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