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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

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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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    永磁铁氧体材料研究进展

    徐斌陈羽峰周玉娟罗碧云...
    1723-1762页
    查看更多>>摘要：永磁铁氧体材料凭借其优异的磁性能和高性价比而应用广泛.随着电动汽车和智能家电领域的快速发展,永磁铁氧体材料在制备工艺及理论研究方面也迎来了新的发展机遇.本文围绕原料的更新换代、技术革新及涉及的应用领域等方面进行介绍和评述.原料方面,高纯铁精矿因其储量大、加工成本低及成分稳定等特点而备受关注.技术革新方面,离子取代和组合添加剂的使用能有效提升永磁铁氧体磁性能.放电等离子烧结及微波烧结等新型烧结方式兼具高效和低能耗的特点,但由于其生产成本高、设备难以大型化,推行工业化仍需进一步研究.永磁铁氧体材料具有好的耐腐蚀性、温度稳定性等优势,除了在电机领域得到了广泛应用,近些年在微波材料和水处理领域也得初步应用.尤其是纳米化技术,可通过阻止多畴结构的形成来实现得到铁氧体材料的高性能,极大程度降低材料对稀土资源的依赖,被认为是未来的方展方向之一.

    永磁铁氧体磁性材料高性能纳米化

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    锻造对高铌γ-TiAl合金显微组织和织构的影响

    陶慧李慧中王丽周睿...
    1763-1773页
    查看更多>>摘要：采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了锻造对高铌Ti-45Al-7Nb-0.3W(at.%)合金显微组织和织构演变的影响.结果表明:铸态合金主要由平均尺寸为70 μm的α2/γ层片组织组成,而热锻态合金则呈现近双态组织(DP).在热锻过程中,合金发生了层片结构的扭折和弯曲、变形孪晶和动态再结晶(DRX).同时,锻造后β相中密集的位错表明,具有无序结构的高温β相有利于改善合金的热加工性.与常见的TiAl铸造织构不同,本研究中高铌TiAl铸态合金的凝固过程由于完全通过β单相区而形成了<110>γ纤维织构,即<110>γ晶向与热流方向平行.而锻态合金则表现出较强的<001>纤维织构和较弱的<302>纤维织构,这可以归因于变形孪晶.退火后,在孪晶界和孪晶交叉处发生静态再结晶,使变形织构减弱.

    高铌TiAl合金锻造显微组织织构β相

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    退火温度对大变形终轧Mg-Zn-Zr-Nd合金显微组织和力学性能的影响

    张锦海聂凯波张晋华邓坤坤...
    1774-1789页
    查看更多>>摘要：本文对Mg-3Zn-0.5Zr-χNd(χ=0,0.6)合金进行50%的大变形终轧,研究了退火温度对其组织与性能的影响.研究结果表明,轧制态Mg-3Zn-0.5Zr-0.6Nd合金抗拉强度达到386 MPa、屈服强度达到361 MPa、伸长率达到7.1%.经不同温度退火后,两种合金的强度均有所降低,而伸长率显著增加.Mg-3Zn-0.5Zr-0.6Nd合金经200℃退火后得到最优的综合力学性能:抗拉强度达到287 MPa、屈服强度达到235 MPa、伸长率达到26.1%.轧制态合金内部存在大量的变形组织、孪晶以及析出相,阻碍其室温变形,导致合金在室温拉伸过程中加工硬化率提高.经退火处理之后,合金内部的变形组织和孪晶大部分被消除,形成细小的等轴晶粒,且析出相的数量进一步增加.这导致退火态合金在室温拉伸过程中的加工硬化效应降低,动态回复效应增加,从而显著提高合金的伸长率.此外,对比Mg-3Zn-0.5Zr合金与Mg-3Zn-0.5Zr-0.6Nd合金发现,Nd元素的加入能够提高合金退火后的再结晶程度,减小基面滑移和柱面滑移系统之间的Schmid因子差,促进多系滑移的启动,有利于改善合金的塑性.

    Mg-Zn-Zr-Nd合金大变形终轧退火温度显微组织力学性能

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    一种高纯Al-Zn-Mg-Cu合金在非等温时效过程中力学性能、抗局部腐蚀性能和显微组织的演变

    戴轩轩李玉章刘胜胆叶凌英...
    1790-1807页
    查看更多>>摘要：本文通过硬度测试、导电率测试、室温拉伸、晶间腐蚀、剥落腐蚀、慢应变速率拉伸和电化学测试研究了一种高纯Al-Zn-Mg-Cu合金在非等温时效过程中力学性能和抗局部腐蚀性能的演变规律,结合金相显微镜、电子背散射衍射、扫描电子显微镜和扫描透射电子显微镜等分析手段探讨相关机理.非等温时效处理包括从40℃以20℃/h升至180℃的升温阶段和从180℃以10℃/h降至40℃的降温阶段.结果表明,在升温阶段,温度的升高有利于强化相的形核与长大和GPI区向η′相的转变,因而试样的硬度和强度迅速增加.随后的降温时效阶段,η′相的尺寸进一步增加,数量密度变化不大,试样的硬度和强度略有增加.随着非等温时效时间的延长,试样的腐蚀形貌从开始的均匀层状腐蚀形貌转变为波浪状腐蚀形貌,腐蚀沿晶界和亚晶界扩展的速率和最大腐蚀深度逐渐降低,抗局部腐蚀性能逐渐提高,基于晶界析出相和亚晶界析出相的结构特征和化学成分分析探讨了其原因.

    Al-Zn-Mg-Cu合金非等温时效力学性能抗局部腐蚀性能显微组织

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    通过L12结构的纳米相强化新型不混溶高熵合金

    王政钦范明雨张洋李俊澎...
    1808-1822页
    查看更多>>摘要：低成本的Fe-Cu,Fe-Ni和Cu基的高熵合金展现出了广泛的应用前景.然而,它们的低强度限制了其潜在的应用.在这项研究中,开发了一种新型的Fe31Cu31Ni28Al4Ti3Co3不混溶高熵合金.经过真空电弧熔炼和铜模吸铸后,该高熵合金展示出独特的相分离微观结构,由条纹状的富Cu区域和富Fe区域组成.进一步放大条纹状富Cu区域后发现,它由富Cu的点状相和富Fe区域组成.经过时效处理的合金通过L12-Ni3(AlTi)纳米析出物进一步强化,实现了优异的屈服强度(1185 MPa)和均匀伸长率(约8.8%).L12纳米析出相在条纹状富Cu区域和外部富Fe区域的差异分布增加了这两个区域之间的强度差异,从而增加了应变梯度,进而提高了异质变形诱导硬化的效果.这项工作为提高Fe-Cu合金的异质结构硬化效果提供了新的途径.

    异质结构沉淀强化高熵合金相分离力学性能

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    等径角挤压结合形变热处理实现时效强化铜合金获得超高强度及导电率提升

    王旭李周孟祥鹏肖柱...
    1823-1837页
    查看更多>>摘要：本文采用等径角挤压和形变热处理的方法提高时效强化型Cu-Ti-Cr-Mg合金的强度和导电率,并对合金的组织和性能进行了详细的研究.结果表明,经低温等径角挤压和轧制变形的样品在400℃时效后具有良好的综合性能,峰时效和过时效样品的抗拉强度分别为1120 MPa和940 MPa,导电率分别为14.7%IACS和22.1%IACS.低温等径角挤压和轧制引入了高密度位错,抑制了变形过程中的软化作用并细化晶粒.经400℃长时间时效后,合金表现出超高强度同时导电率明显提高.合金的超高强度是加工硬化、细晶强化和析出强化协同作用的结果.过时效样品中溶质Ti从基体中大量析出促进了导电率的提升.

    铜钛合金等径角挤压轧制时效处理高强度

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    碳纤维增强树脂基复合材料振动预处理-微波固化工艺的实验研究

    张德超湛利华马博林姚舜铭...
    1838-1855页
    查看更多>>摘要：振动预处理-微波固化工艺是一种高效、低能耗、高质量的碳纤维树脂基复合材料罐外固化工艺.本文旨在利用光学数码显微镜、万能拉伸试验机和热重分析仪,研究振动预处理温度对复合材料层压板的纤维重量含量、微观形貌和力学性能的影响.此外,采用布拉格光纤光栅传感器和测温光纤相结合的模式,探讨了微波固化过程中振动预处理对应变过程的影响.研究结果表明,当振动加速度保持不变时,振动预处理温度的变化对纤维重量含量的影响很小.与热压罐固化工艺相比,振动预处理温度为80℃时形成的试样的金相和层间强度显示,孔隙率为0.414%,层间剪切强度降低了10.69%.此外,在微波固化过程中引入振动能量场后,当层压板冷却到60℃时,0°和90°纤维方向的残余应变都显著减少.

    振动微波固化孔隙率层间剪切强度热重分析固化应变

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    基于MnFe2O4/石墨烯修饰玻碳电极制备新型电化学传感器用于双酚A的灵敏检测

    高丝雷唐建设项丽龙金威...
    1856-1869页
    查看更多>>摘要：铁酸锰(MnFe2O4)具有制备简单、电阻率高、晶体对称性强以及铁基和锰基材料相结合的特点.为此开发了一种利用石墨烯和MnFe2O4纳米复合材料修饰玻碳电极(GCE)的电化学传感器,该传感器能够非常有效且灵敏地检测双酚A(BPA).通过简单的一锅溶剂热法将MnFe2O4微球固定在石墨烯纳米片上,合成了MnFe2O4/石墨烯(GR).通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)对MnFe2O4/GR纳米复合材料的形态和结构进行了表征.利用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱法(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)对改性材料的电化学性能进行了比较研究.在最佳条件下,所提出的检测BPA的电化学传感器的线性范围为 0.8～400 μmol/L,检测限为0.0235 μmol/L(S/N=3),具有高灵敏度、良好的选择性和高稳定性.将该传感器用于测量实际水样中BPA的含量,回收率为97.94%～104.56%.本文研究结果基于MnFe2O4/石墨烯的合成为实际应用中BPA的电化学检测提供了更多的机会.

    MnFe2O4石墨烯电化学传感器双酚A

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    生物质还原气对赤铁矿悬浮磁化焙烧的温度影响

    曹越孙永升韩跃新高鹏...
    1870-1887页
    查看更多>>摘要：为了实现生物质废料的清洁利用,本文以生物质废料为焙烧还原剂,进行了不同温度下的赤铁矿焙烧试验.利用了TG-FTIR,Py-GC/MS和气体成分分析等检测方法,表征了磁化焙烧过程中不同温度下的气体演变行为.热重结果表明该焙烧过程主要分为脱除自由水阶段、生物质挥发分逸出阶段、磁化还原阶段以及过还原阶段.当焙烧温度在200-450℃时,主要的逸出产物为CO2、酸类和酮类;随着焙烧温度升高至900℃时,CO、H2和CH4小分子还原气体浓度不断增加至13.09%,14.38%和10.03%.在最佳焙烧温度700℃时,可得到铁精矿品位70.86%、回收率98.66%、磁性转化率45.70%的焙烧产品,此时CO、H2和CH4的气体浓度分别为8.91%、8.90%和4.91%.本文确定了最佳焙烧温度为700℃,揭示了低温下逸出气体主要以CO2及有机气体分子形式存在,表明了焙烧温度的升高利于小分子还原性气体CO、CH4和H2的生成,为生物质废料还原赤铁矿的清洁利用提供了新的思路.

    悬浮磁化焙烧生物质裂解气体演变还原行为

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    带式焙烧工艺处理含砷金矿选矿尾矿为球团矿的工业应用研究

    刘伟郭正启朱德庆潘建...
    1888-1899页
    查看更多>>摘要：含砷金矿选矿尾矿的利用是世界各国黄金生产企业面临的紧迫问题.本文通过带式焙烧工艺处理了含砷金矿选矿尾矿,热力学分析结果表明,采用带式焙烧工艺可有效脱除含砷尾矿中的砷酸亚铁(FeAsO4)、黄铁矿(FeS2)和氰化钠(NaCN),且黄铁矿和氰化钠的脱除基本在预热阶段完成,而砷酸亚铁的脱除需要在焙烧阶段完成.球团矿在预热过程中由磁铁矿转变为赤铁矿,在焙烧过程中通过赤铁矿(Fe2O3)的微晶结合和高温再结晶而固结.含砷金矿选矿尾矿经过带式焙烧处理,最终得到了砷去除率80.77%、硫去除率88.78%、氰化物去除率99.88%的球团矿,铁含量为61.1%,抗压强度为3071 N,满足了高炉炉料要求.该研究为处理含砷金冶炼尾矿提供了一种工业可行的方法,为黄金生产企业的可持续发展提供了可行的方法.

    含砷金矿选矿尾矿球团矿带式焙烧工艺资源回收

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