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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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    原位反应法制备Zr/Hf-ZrC1-x/HfC1-x棒的碳化机制及烧蚀行为

    田甜卿馨孙威楚宇昊...
    679-692页
    查看更多>>摘要：采用碳扩散原位反应法制备了Zr/Hf-ZrC1-x/HfC1-x棒，研究了不同的碳化温度和碳源对棒材微观结构和烧蚀行为的影响。研究结果表明，由于HfC和ZrC的无限固溶，在Zr-Hf合金棒中形成了一种双层结构，外层为ZrC/HfC层，内层为含有ZrC1-x/HfC1-x颗粒的Zr/Hf-ZrC1-x/HfC1-x混合层。随着碳化温度的升高，陶瓷层逐渐增厚。当C/C-ZrC-SiC作为碳源时，陶瓷层的厚度明显高于石墨作为碳源时的厚度。烧蚀后，在棒材表面形成一层熔融的ZrO2-HfO2外层，这一氧化层起着对基体表面进行氧化物补偿的作用，在棒材内部形成一层具有低氧透过率的ZrCxOy/HfCxOy层。同时，ZrO2、HfO2及其固溶体颗粒被烧结致密化，从而降低了氧化层的透氧性，并增强了该氧化层的抗烧蚀性。

    碳扩散陶瓷层原位反应耐烧蚀

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    使用遗传算法增强GH4169高温合金BP-ANN本构模型的预测稳定性

    郑德宇夏玉峰滕海灏余盈燕...
    693-708页
    查看更多>>摘要：为了更好地描述GH4169高温合金的塑性流动行为，利用Gleeble 1500热模拟试验机进行了不同变形温度和应变速率下的GH4169高温合金等温热压缩试验。基于真实应力-应变数据建立了GH4169高温合金反向传播人工神经网络(BP-ANN)本构模型，并进一步考察了本构模型的预测稳定性与模型参数之间的关系。预测结果发现，GH4169高温合金BP-ANN本构模型的输出对模型参数具有很强的依赖性。针对这一问题，本研究采用遗传算法(GA)优化BP-ANN本构模型的方法，建立GA-BP-ANN集成本构模型。优化后的结果表明，GH4169高温合金的GA-BP-ANN集成本构模型大幅增强了BP-ANN本构模型的预测稳定性，提升了BP-ANN本构模型的泛化能力。

    GH4169高温合金应力-应变反向传播人工神经网络遗传算法

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    镍/钼复合中间层钎焊连接C/C复合材料和304不锈钢

    肖逸锋张汭胡忠淇吴靓...
    709-722页
    查看更多>>摘要：本文使用在BNi-2或AgCuTi箔片钎料中添加金属中间层(Ni、Mo或Ni/Mo)的方法有效提高了C/C复合材料和304不锈钢真空钎焊接头的强度，并先后对接头的微观结构、连接机理和力学性能进行分析。分析表明，BNi-2+Ni/Mo接头的微观结构包括Cr3C2、Ni(s，s)、CrxNiy+MoNi4、MoNi4+CrxMy和Ni(s，s)+Cr-Fe;AgCuTi+Ni/Mo接头的界面则由TiC、Ag(s，s)+Cu(s，s)、Ni、Ag(s，s)+Cu(s，s)+MoTi、Mo和MoTi+Cu(s，s)+Ag(s，s)构成。有限元模拟结果表明，AgCuTi钎料加持下的镍/钼复合中间层能够有效缓解C/C母材与焊缝界面间的残余应力。室温下BNi-2+Ni/Mo、AgCuTi+Ni、AgCuTi+Mo和AgCuTi+Ni/Mo钎焊接头的平均剪切强度分别为2。57 MPa、10。91 MPa、23。81 MPa和26。77 MPa，有效验证了有限元结果的可靠性。

    C/C复合材料304不锈钢真空钎焊复合中间层有限元分析

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    环氧树脂涂层中添加含铝复合粉增强碳钢基材的防腐性

    Meysam TOOZANDEHJANIPooria MOOZARM NIAEbrahim ABOUZARI LOTFFarhad OSTOVAN...
    723-736页
    查看更多>>摘要：采用电化学阻抗谱(EIS)和电位极化(Tafel)试验，研究了在环氧树脂涂层中添加含铝粉末以增强碳钢基材的防腐性，含铝粉末包括纯铝、Al/CNT、Al/Al2O3、Al/CNT/Al2O3。用球磨法合成含2 wt。%碳纳米管、2 wt。%氧化铝纳米颗粒的复合粉末，然后以1 wt。%的浓度加入到环氧树脂涂层中。结果表明，由于环氧树脂复合涂层的防护性能增强，从而提高了其耐腐蚀性。研究还发现，Al/CNT/Al2O3复合添加剂的保护性能比其他添加剂更显著，因为其颗粒尺寸的减小和具有某些形状的颗粒，进一步减少了腐蚀环境通过涂层渗透的路径，避免了金属基底/涂层界面可能发生的反应。EP-Al/CNT/Al2O3保持了一次时间常数特性，并在整个暴露时间内表现出最高的阻抗和最强的稳定性。这些添加剂的存在增强了涂层，从而改善了涂层的屏障性能。

    铝复合材料环氧树脂复合材料涂层腐蚀电化学阻抗图谱(EIS)Tafel极化

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    基于有限元法与机器学习相结合研究高温超导带材的动态电阻

    肖书良曾志刚周迪帆贾焯越...
    737-746页
    查看更多>>摘要：高温超导体在直流输运过程中，当受到外部交变磁场的影响时，会产生高温超导体独有的动态电阻现象。在高温超导带材应用的仿真研究中，使用有限元方法可以快捷地计算和分析动态电阻。然而，由于生产工艺等因素的差异，实际高温超导带材的临界电流受磁场影响程度不同，表现出不同的输运特性，会给不同带材的有限元建模带来挑战。与使用经验公式或插值方法处理实际带材的临界电流数据不同，本文采用机器学习来处理三种不同商业带材的临界电流数据，并建立有限元模型来分析动态电阻特性。结果表明，机器学习具有建模高度非线性和多因素的超导临界电流特性的能力，结合了机器学习工具的有限元模型对超导动态电阻的讨论同样具有可靠的精确度及可行性。

    动态电阻有限元法临界电流机器学习

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    ITO纳米线原位包覆Pt纳米粒子用于电化学检测抗坏血酸和多巴胺

    索军焦可心易健宏方东...
    747-761页
    查看更多>>摘要：L-抗坏血酸(AA，又称维生素C)和多巴胺(DA)在人类生命活动中起着重要作用，当它们的浓度异常时就会引起疾病。因此，开发一种有效地检测AA和DA水平的方法具有重要的意义。以阳极氧化铝(AAO)薄膜为模板，采用真空机械注入法制备铟锡(InSn)合金纳米线(NWs)，然后采用原位放电还原法在InSn纳米线表面涂覆Pt纳米颗粒并将复合材料暴露在空气中进行热处理，以合成PtO2/ITO(氧化铟锡)纳米线。最后，在H2气氛下还原PtO2/ITO纳米线，得到Pt/ITO纳米线。结果表明，在Pt/ITO纳米线复合材料中，ITO纳米线直径约为40 nm，Pt纳米颗粒的粒径为2～5 nm。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法测试了在Pt/ITO NWs电极上检测AA和DA的电化学性能。Pt/ITO NWs电极对AA(66。7 µmol/L)和DA(1 µmol/L)的检出限较低，表明了电极对AA和DA良好的电化学检测能力。

    原位放电还原阳极氧化铝机械注入氧化铟锡Pt纳米粒子

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    基于混合多阶集成模型的非平衡热轧带钢凸度智能诊断

    丁成砚孙杰李霄剑彭文...
    762-782页
    查看更多>>摘要：为了提升带钢热轧加工过程的智能化水平，基于数字孪生(DT)和信息物理系统(CPS)，文本采用数据驱动方法以诊断热轧带钢凸度。因为热轧工艺具有遗传性、非线性和强耦合性的特点，因此带钢凸度诊断是一个决策边界不明确的非平衡问题。现有回归方法倾向于从多数类样本学习信息，而忽略了少数类的缺陷凸度。为了解决这一问题，本文提出了一个混合多阶集成模型(HMSEN)分类带钢凸度。首先，提出了一个新的采样方法，该方法结合了自适应采样(ADASYN)和重复编辑近邻样本(RENN)以强化对缺陷凸度的关注。随后，基于增加的数据，建立了一个多阶集成模型以提升分类精度。同时，通过分析不同基分类器的组合确定了最佳性能的混合多阶集成模型。实验结果表明，相比于其它采样方法，本文提出的采样方法更适合凸度数据集。此外，混合多阶集成模型的性能要优于现有回归方法和机理模型。因此，对于非平衡热轧带钢凸度智能诊断，本文提出的混合多阶集成模型是一种有效且鲁棒的方法。

    热轧带钢凸度诊断非平衡多类别分类多阶集成建模数据重采样方法智能制造信息物理系统

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    低温熔融盐体系电沉积制备铝锡合金

    阚洪敏王文鑫孔令明吴江...
    783-795页
    查看更多>>摘要：以AlCl3-NaCl-KCl低温熔融盐体系作为电解质，无水SnCl2作为原料，对电沉积制备Al-Sn合金进行研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析合金产物的形貌和成分组成;通过极化曲线法和摩擦磨损实验对合金产物的耐蚀性和耐磨减摩性进行检测分析;通过维氏硬度计和涂层附着力自动划痕仪对合金产物的硬度与膜基结合力进行表征。结果表明:当SnCl2添加量为0。04～0。08 g时可制备出锡含量为10%～18%的中锡铝合金，最佳沉积温度为160～200℃、沉积时间为40～50 min、电流密度为40～50 mA/cm2;随镀层中锡含量的提高，其耐蚀性逐渐变差，而耐摩擦磨损性能先提高后降低，并在SnCl2添加量为0。06 g，即镀层中锡的含量为14 wt%时有最佳摩擦磨损性能;沉积温度对合金镀层的硬度及结合力有很大影响，随沉积温度的升高，合金镀层的膜基结合力和硬度均呈现先提高后降低的趋势，当沉积温度为200℃时，其结合力和硬度最佳。

    铝锡合金低温熔融盐体系电沉积法耐蚀性耐磨减摩性

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    无机磷酸盐抑制剂在含钙矿物浮选分离中的新见解

    关智文焦芬王旭覃文庆...
    796-812页
    查看更多>>摘要：本文通过计算预测了焦磷酸四钠(TSPP)、三聚磷酸钠(STPP)和六偏磷酸钠(SHMP)对白钨矿、萤石和方解石的抑制能力，并通过微浮选试验进行了验证。亲水-亲脂性平衡(HLB)计算、基团电负性计算和微浮选试验结果表明，磷酸盐对三种矿物的抑制能力随着磷酸基团数量的增加而增强，三种无机磷酸盐的抑制能力顺序为SHMP>STPP>TSPP。STPP在萤石和方解石中浮选分离白钨矿具有很大的潜力。STPP对三种含钙矿物的抑制能力依次为方解石>萤石>白钨矿。接触角测量、吸附量测量、X射线光电子能谱(XPS)分析和原子力显微镜(AFM)成像结果表明，STPP在萤石和方解石表面的吸附量远大于在白钨矿表面的吸附。白钨矿对STPP的弱吸附几乎不影响油酸钠(NaOL)的捕收。STPP可与萤石和方解石表面的Ca2+络合，阻碍后续NaOL的吸附。本研究结果对白钨矿的浮选和含钙脉石矿物抑制剂的筛选具有指导意义。

    白钨矿萤石方解石无机磷酸盐浮选分离

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    CuO催化拜尔液中有机物的降解

    李梦楠刘战伟颜恒维马文会...
    813-826页
    查看更多>>摘要：本研究采用以O2为氧化剂、CuO为催化剂的催化湿法氧化技术去除拜尔液中的有机物。首先，在O2添加量为13。98 g/L、氧化温度为220℃、氧化时间为100 min、不添加CuO的条件下，总有机碳、腐植酸钠和草酸钠的去除率分别为86。59%、92。96%和71。36%。在此基础上，研究了O2氧化拜尔液中有机物的自由基链式反应机理。然后，在CuO添加量为6%、O2 添加量为13。98 g/L、催化温度为250℃、催化时间为100 min的最佳条件下，总有机碳去除率为98。36%，腐植酸钠和草酸钠基本能够被全部去除。CuO形成的铜羟基络合物([Cu(Ⅱ)(OH)x]2-x)基于络合反应机理是催化有机物降解的主要原因，溶解的CuO直接催化的自由基链式反应是第二个原因。催化湿法氧化技术能够有效去除拜尔液中的有机物，尤其是对氧化铝生产危害较大的草酸钠。

    有机物催化湿法氧化CuO有机物去除

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