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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：
正式出版
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    碳纤维基复合材料热敏开关光热转换及焦耳热特性研究

    文爽刘思晨石雷黄存文...
    2081-2093页
    查看更多>>摘要：碳纤维基复合材料(CFC)因其优异的力学性能而受到广泛关注,广泛应用于航空航天、交通运输、军工等各个领域.然而,对碳纤维基复合材料光电转换的潜在机制和影响因素的研究却很少.本研究采用选择性激光烧结法制备了碳纤维增强聚酰胺12(CF/PA12)复合材料.结果表明,当碳纤维质量分数为15%时,CF/PA12复合材料具有良好的光热转换和焦耳加热特性.随着太阳强度的增加,CF/PA12复合材料的温度逐渐升高,当CF/PA12平行于光向取向时温度达到最高.本研究还证明了CF/PA12纤维取向对材料电阻和热阻的选择性调节.设计了一种集成光热转换的电压连续可调模式,并通过可循环试验进行了验证.本研究结果拓展了碳纤维增强聚合物复合材料在温度调节和操作控制方面的应用.

    光热转换热导率碳纤维基复合材料热传导

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    Cu-0.6Cr合金超低温等通道角挤压形变组织及性能调控

    郭廷彪钱丹晨黄大伟李凯哲...
    2094-2106页
    查看更多>>摘要：对CuCr合金进行液氮冷却ECAP-Bc路径4道次挤压及时效处理(400℃～500℃),采用OM、SEM、EDS、XRD及EBSD检测合金组织结构和取向演变,探索变形条件及时效处理对材料组织性能的影响规律,分析析出相形成与转变的微观机制.结果表明,超低温ECAP-Bc变形会加剧Cu-0.6Cr合金组织与织构的交互作用,减小变形后的极限晶粒尺寸,变形量的增加会促使微/纳析出相数量的增加且在晶界上不连续分布;4道次挤压和450℃时效后材料的抗拉强度、硬度和伸长率分别达到555.0 MPa、HV 167.3和13.1%,导电率超过84%IACS.微合金化、固溶、超低温ECAP,时效协同作用及{111}<112>和{111}<110>织构的形成有利于材料导电性能的同步提升.

    等通道转角挤压Cu-0.6Cr合金时效织构

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    残余奥氏体对新型高碳Q-P-T钢疲劳性能的影响

    秦盛伟朱志民马海洋王广瑞...
    2107-2119页
    查看更多>>摘要：本文研究了残余奥氏体对Fe-0.65C-1.5Mn-1.5Si-0.6Cr-0.05Nb(wt%)淬火-配分-回火(Q-P-T)钢疲劳性能的影响.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了马氏体和残余奥氏体中微观结构的演变,包括不同循环周次下的体积分数和平均位错密度.与传统的淬火&回火(Q&T)钢相比,Q-P-T工艺使碳从过饱和马氏体配分到相邻的残余奥氏体中,从而保留更多的残余奥氏体.经Q-P-T处理后,钢的抗拉强度略有下降,但其伸长率与强塑积分别提高了287%和234%.与Q&T钢的疲劳极限为550 MPa相比,Q-P-T钢的疲劳极限达到了650 MPa,提高了100 MPa(18.2%).高碳Q-P-T钢具有更高疲劳性能的机理主要源于两个方面:一是疲劳试验中存在残余奥氏体吸收位错效应(DARA效应),显著增强了马氏体基体的变形能力;另一方面是残余奥氏体相变产生的高硬度小尺寸马氏体的疲劳止裂效应.本工作证实了高碳Q-P-T钢在循环拉压载荷下存在DARA效应,进一步将该效应的应用范围从静载荷推广至循环变载荷.

    淬火-配分-回火工艺残余奥氏体吸收位错效应残余奥氏体疲劳行为

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    Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金局部腐蚀过程:从点蚀到晶间腐蚀的转变

    孙元伟王子懿潘清林陈卫雪...
    2120-2132页
    查看更多>>摘要：时效对Al-7.82Zn-1.99Mg-2.41Cu-0.12Zr合金局部腐蚀模式及过程有重要影响.合金在欠时效状态下,晶界析出相尺寸小,分布连续性高,LGBPs/GB为0.75,主要的腐蚀形式是晶间腐蚀.而在双级时效和回归再时效状态下,晶界析出相尺寸大,分布连续性低,LGBPs/GB小于0.5,晶间腐蚀被抑制,合金主要的腐蚀形式是点蚀.随着浸泡时间的延长,峰时效状态合金的腐蚀模式由点蚀向晶间腐蚀转变.点蚀起始于Al7Cu2Fe粒子,其尺寸越大,与基体的电位差越大,表明较大的Al7Cu2Fe粒子更容易引起点蚀.在腐蚀初期,合金表面发生点蚀,Al和Mg元素在Al7Cu2Fe粒子周围优先溶解.随着浸泡时间的延长,合金表面发生晶间腐蚀.

    Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金晶间腐蚀点蚀晶界析出相Al7Cu2Fe粒子

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    硅纳米管在新能源领域中的应用研究进展与展望

    田春赵世华冯扬梁平...
    2133-2148页
    查看更多>>摘要：硅纳米管独特的物理和化学性质使其有望在新能源领域中有巨大的潜在作用,但关于其在新能源领域中的应用报道相对较少.本文综述了关于硅纳米管在锂离子电池、太阳能电池、规模储能及节约能源等方面的应用研究进展,详细介绍了孔隙、薄壁、涂层及壳层等对硅纳米管在锂离子电池应用中的影响,以及未来在热管理、燃料电池和柔性电池等新能源领域中应用的发展趋势,总结了其在应用和发展中亟待解决的主要问题,提出了可能解决这些问题的方法;以便对硅纳米管在未来的新能源领域应用和研究开发中有帮助.

    硅纳米管应用新能源进展锂离子电池太阳能电池储能

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    硫化物矿石中金属的提取工艺及使用高锰酸铝[Al(MnO4)3]氧化剂去除其中杂质:实验设计和工业建模

    Alizadeh TAHERKadkhodayan HOSSEIN
    2149-2165页
    查看更多>>摘要：目前,硫化矿是贵金属的主要来源.在硫化矿处理过程中存在的主要问题之一是其在酸中的溶解度低(Ksp<10-20),并产生有毒有害的副产品.在本研究中,使用高锰酸铝[Al(MnO4)3]氧化剂溶解硫化矿来提取金属,部分解决了这个问题.基于Aspen Hysys模型组装的Taguchi实验设计作为一种从实验到工业规模的新方案,已应用于Al(MnO4)3氧化剂对硫化物矿石的溶解研究.最佳结果已被用作Aspen Hysys软件对该过程进行模拟和灵敏度分析的主要数据.研究了pH、停留温度、搅拌速率、停留时间、Al(MnO4)3消耗量、浸出密度、粒度和氧压等参数对从硫化矿中萃取金属效率的影响.在优化条件下,锌、铜和铅的萃取率分别达 到77%、73%和70%.

    高锰酸铝硫化矿AspenHysys软件Taguchi实验设计

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    高铁铝土矿与煤矸石共焙烧实现铁铝分离

    袁帅黄成白哲王若枫...
    2166-2178页
    查看更多>>摘要：高铁铝土矿是一种储量巨大的典型难选铝土矿,而煤矸石是选煤过程中产生的固体废弃物.本研究提出将高铁铝土矿与煤矸石共焙烧回收铁铝的方法.确定共焙烧的最佳条件为焙烧温度750℃、焙烧时间50 min、煤矸石配比40%及磨矿粒度<37 μm的占70.55%.焙烧产品经过磁选管磁选,最终能得到总铁品位为55.09%、铁回收率为82.73%的铁精矿和Al2O3含量为21.67%、铝回收率达75.55%的富铝产品.物相分析表明,共焙烧过程能将高铁赤泥中的赤铁矿有效转化为磁铁矿,将一水硬铝石转化为Al2O3.实验表明,高铁铝土矿与煤矸石共焙烧是一种很有应用前景的铁铝回收工艺.

    煤矸石高铁铝土矿共焙烧铁精矿

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    复杂铷矿中铷和钾的提取:工艺优化与浸出动力学

    刘磊马保中张全矿杨慧...
    2179-2192页
    查看更多>>摘要：近年来,如何从复杂铷矿中高效提取稀有碱金属铷一直是研究的热点.本文采用两步法:1)铷矿的热活化和水淬,2)水淬渣的硫酸浸出,实现了从复杂铷矿石中高效提取铷和钾.结果表明,混有适量氧化钙的铷矿经过热活化和水淬后呈现高活性的无定形态,在常压下即可实现铷和钾的彻底高效提取.在热活化温度1300℃、CaO占比30%、活化时间60 min、酸浸温度50℃、硫酸浓度120 g/L、液固比10 mL/g、浸出时间为90 min、搅拌速度500 r/min的条件下,铷和钾的平均浸出率分别达到了99.24%和98.97%.相较于常用的氯化焙烧法,铷和钾的浸出有明显的提高,对环境的污染大幅度降低.经两段浸出后,酸浸过程中硫酸的消耗量减少200 kg/t.浸出动力学研究表明,铷矿水淬渣的浸出过程符合混合控制模型,浸出反应表观活化能Ea=31.46 kJ/mol.

    铷钾水淬酸浸浸出动力学

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    钙化转型-碳热还原从砷碱渣中分离制备砷锑

    易勤龚傲徐家聪温盛汇...
    2193-2204页
    查看更多>>摘要：锑冶炼砷碱渣是锑冶炼过程中产生的危险固体废渣,目前对其进行资源化综合利用较为困难,存在砷锑回收率低、分离不完全、可能造成二次污染等问题.为解决这些问题,本研究以砷碱渣为原料,采用钙化转型-碳热还原工艺对砷碱渣进行处理.热力学研究结果表明,钙化转型拉大了砷锑还原所需要的温度区间,有利于还原过程中砷锑的分离.在最佳条件下,砷碱渣中的砷和锑的钙化率分别达到99.67%和98.74%;真空条件下对钙化渣还原可以有效分离砷、锑,碳热还原过程中钙化渣中砷、锑的还原率均超过99%,反应后经一次真空蒸馏提纯,砷、锑的纯度均能达到99.8%.与传统砷碱渣处理方法相比,该方法能更好地分离回收砷、锑,且制备的砷、锑纯度更高.

    砷碱渣钙化转型碳热还原砷锑分离单质砷锑

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    氧化焙烧-循环浸出-沉淀法脱除废旧锂离子电池粉末中杂质元素

    张杜超李廷颖王豪陈霖...
    2205-2216页
    查看更多>>摘要：高效、清洁的回收废旧锂离子电池中有价金属是现在资源循环回收领域的热点,具有重大的经济效益和环保价值.本文提出了一种处理废旧锂离子电池的新方法,主要包括氧化焙烧、循环浸出和净化除杂三个步骤.第一步,在O2环境下对电池粉末进行脱碳处理(700℃,气体流速为240 mL/min,30 min),脱碳率为99%.第二步,以水合肼作为还原剂,在硫酸体系中,进行有价金属的浸出,在最佳条件(0.64 mol/L N2 H 4·H2 O、6 mol/L H2SO4、80℃、浸出液液固比5 mL/g、浸出时间120 min)下,锂、镍、钴、锰、铝和铜的浸出率均达90%.然后,以水合肼作为还原剂,通过循环浸出去除浸出液中的铜,得到在最佳条件(0.64 mol/L N2H4·H2O、浸出液液固比6 mL/g、80℃、浸出时间120 min)下,铜的沉淀率为96%,铜被还原成氧化亚铜进入沉淀渣中.第三步,以苯甲酸钠为沉淀剂,选择性沉淀浸出液中的铝,在最佳条件(苯甲酸钠实际与理论加入量之比为2、50℃、反应时间180 min)下,铝的沉淀率为96%,铝以苯甲酸铝的形式进入沉淀渣中,将苯甲酸铝溶于0.5 mol/L的Hcl,可实现苯甲酸的循环利用.

    废旧锂离子电池回收氧化焙烧循环浸出沉淀

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