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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
收录年代

    以多阶段和非等温为特征的新型铝合金热处理方法综述

    冯迪李鑫迪张新明刘胜胆...
    2833-2866页
    查看更多>>摘要：预备热处理和最终热处理在铝合金产品的生产制备中都发挥着不可替代的作用.合金成分的均匀程度、弥散相的尺寸及其与基体的共格关系、再结晶晶粒的大小和长径比、溶质元素的过饱和度和时效沉淀相的特征等都直接决定了材料的力学性能、耐腐蚀性能和可加工性.在工程应用中,由于产品尺寸的影响,涉及加热和/或冷却过程的非等温现象是不可避免的.因此,具有工程适用性的新型热处理技术是固态相变理论得以实现的必要延伸.本文以AlZnMg(Cu)、AlMgSi和AlCu(Li)等典型变形铝合金为研究对象,综述了其均匀化、固溶和时效技术的研究现状,重点归纳和总结了新型热处理技术的多阶段热处理和非等温热处理.

    变形铝合金多阶段热处理非等温热处理均匀化固溶时效

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    Al/Mg/Al层合板的微观组织和蠕变性能

    阴桂梅冯志远赵子龙曹原鑫...
    2867-2877页
    查看更多>>摘要：镁合金的塑性和耐腐蚀性差以及在空气中易燃等性能限制了其大规模应用.为解决上述问题,将镁合金与塑性和阻燃性能优越的铝合金结合,可使复合层合板材料得到室温高强度和良好塑性,并有更轻的质量.为此,本文选用5052铝合金作为层合板外层,AZ31镁合金作为内层材料,研究该层合板材料在高温蠕变条件下的界面处中间化合物的析出相对材料蠕变性能的影响.结果表明,Al/Mg/Al层合板的复合层厚度大约为50 µm,5052铝合金的主要取向为(001)和(101)方向,而AZ31镁合金的主要取向为(011ˉ0)和(1ˉ21ˉ0)面,界面处滑移和孪晶行为会同时发生;层合板界面处与两相基体都为共格界面,符合能量最低原理,是复合板高蠕变性能的主要原因.

    Al/Mg/Al层合板中间层微观结构蠕变性能

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    层状Ti-Ta二元金属-金属复合材料的疲劳性能研究

    徐圣航韩梦沈凯杰曹远奎...
    2878-2889页
    查看更多>>摘要：二元金属复合材料在航空航天、高端装备等领域具有广阔的应用前景.金属-金属之间的界面通常会对疲劳裂纹的萌生和传播产生影响,但目前关于层状金属-金属复合材料的疲劳性能的研究较为有限.本文通过粉末冶金方法制备一种Ti-Ta金属-金属层状结构复合材料,并进行热变形处理,系统研究了在不同交变应力下的疲劳寿命和断口形貌.结果表明:Ti-Ta金属-金属层状复合材料的疲劳强度为450 MPa,显著高于纯Ti的.在疲劳断口中,Ta区域呈现出明显的疲劳条纹特征,而Ti区域则在疲劳稳定传播区内呈现解理断裂.此外,Ti和Ta区域之间的界面可以抑制裂纹的扩展,并改变裂纹扩展的方向.由于裂纹传播的方向不断变化,疲劳断口表面呈现出一种"阶梯状"的微观结构.本研究为层状金属-金属复合材料的疲劳裂纹扩展提供了一种新的模型.

    金属-金属复合材料Ti-Ta合金粉末冶金疲劳性能寿命预测显微组织

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    基于实验和元胞自动机模拟的TiNb合金非连续动态再结晶研究

    孙冬江树勇张艳秋闫丙尧...
    2890-2905页
    查看更多>>摘要：TiNb合金因其良好的塑性、机械加工性能和超导电性而被广泛应用于低温超导领域.动态再结晶作为材料加工过程中常见的软化行为,对材料的组织和性能有重要的影响.将实验与元胞自动机模拟相结合,研究了TiNb合金在热压缩过程中的非连续动态再结晶行为.元胞自动机模拟可以较为准确地预测TiNb合金的非连续动态再结晶行为.再结晶晶粒的平均尺寸和体积分数随着变形温度的升高而增大,随着应变速率的升高而减小.TiNb合金变形试样中的锯齿状晶界和再结晶晶粒形核位置符合晶界弓出机制特征.此外,非连续动态再结晶晶粒的随机取向效应有助于减弱TiNb合金中变形织构的强度.

    TiNb合金塑性变形动态再结晶元胞自动机织构

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    采用丝网印刷法基于Bi2Te2.8Se0.2和Bi0.5Sb1.5Te3悬浮液制备柔性热电发电机

    VOLOSHCHUK IrinaBABICH AlexeyPEREVERZEVA SvetlanaTEREKHOV Dmitry...
    2906-2918页
    查看更多>>摘要：本研究开发了利用磷酸锌水泥和碱性硅酸钠水溶液作为黏合剂的丝网印刷形成n型和p型热元件腿的技术,研究了厚膜的热电性能.以碱性硅酸钠水溶液为黏合剂,利用基于Bi2Te3-Sb2Te3(p型)和Bi2Te3-Bi2Se3(n型)的悬浮液的丝网印刷结果,制备了柔性热电发电机(TEG)的原型.开发的原型包括6对由铜线连接的n型和p型腿,和一个硅胶基质被用作柔性底座.对样机的研究表明,在室温(298 K)下,柔性厚膜TEG在温差∆T=2.5 K和10.0 K下的输出电压分别为0.8 mV和14.8 mV.

    热电装置柔性热电发电机能量收集热电材料丝网印刷热电性能

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    微量掺杂氧化钇对热压烧结碳化硼的影响

    颜巧玲周志辉袁铁锤李瑞迪...
    2919-2933页
    查看更多>>摘要：以B4C和纳米级Y2O3为原料,通过热压烧结(HP)制备了致密B4C-Y2O3复合材料,研究微量掺杂Y2O3和烧结温度对B4C复合材料组织及性能的影响,并讨论了碳化硼晶粒生长机理和强韧化机制.结果表明,氧化钇可有效促进碳化硼的烧结,且B4C-1 wt%Y2O3复合材料(烧结温度:2000℃;压力:30 MPa;烧结时间:1 min)性能最佳,其相对密度高达99.6%,弯曲强度为588 MPa,断裂韧性为5.0 MPa·m1/2,与纯碳化硼相比有较大的提升.在B4C-Y2O3复合材料中发现了孪晶和粗大晶等晶粒异常生长的情况,碳化硼的晶粒生长受氧化钇与碳化硼晶界间复杂相互作用的影响.B4C复合材料沿晶断裂和晶间断裂共存,其增韧机理遵循自增韧和孪晶增韧.

    碳化硼氧化钇热压烧结晶粒生长

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    钒钛磁铁矿烧结成矿模式及其烧结性能研究

    徐良平吴金甜钟强饶明军...
    2934-2947页
    查看更多>>摘要：不同的钒钛磁铁矿通常表现出不同的烧结性能,其本质原因是成矿行为不同.本研究基于铁矿烧结不完全熔融的特性提出了一种新的钒钛磁铁矿烧结成矿模式,将烧结矿结构划分为骨架料与液相两部分,其中液相是影响烧结矿性能的关键.基于该模式,通过热力学分析比较了不同钒钛磁铁矿的液相生成及其物相变化,查明了在固定碱度下,液相中SiO2和TiO2含量差异是不同钒钛磁铁矿成矿行为不同的主要原因;钒钛磁铁矿中SiO2含量高,烧结液相量高;钒钛磁铁矿中TiO2含量高,钙钛矿生成量高,有效的CaO含量少,液相量少;当液相中SiO2与TiO2的含量同时增加,且其增量比值>0.5时,可避免TiO2对烧结矿液相产生的不利影响.对不同类型的钒钛磁铁矿进行相互替代的烧结杯试验,结果表明,钒钛磁铁矿的烧结性能与新模式下的成矿行为具有良好的相关性,随着钒钛矿中TiO2含量的提高,液相量减少,烧结矿强度降低,液相中铁酸钙减少,次生赤铁矿增加,还原粉化性能下降.但当使用TiO2和SiO2含量分别为7.99%和3.86%的钛铁矿取代TiO2和SiO2含量为4.30%和2.12%的钛铁矿时,低温还原粉化指数下降幅度小于4%,烧结矿强度增加了1.60%,成品率提高了2.56%.

    成矿模式钒钛磁铁矿铁矿烧结还原粉化性能钙钛矿

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    倾斜煤层长壁开采承压底板力学结构及渗流稳定性分析

    梁帅帅张东升范钢伟KOVALSKY Evgeny...
    2948-2965页
    查看更多>>摘要：倾斜煤层开采底板破坏易造成水资源流失甚至突水灾害问题,倾斜煤层产量在中国总产量中占有一定比例,因此,开展关于地面结构对地下开采响应稳定性的研究有重要意义.首先,通过分析底板应力状态与变形破坏规律,建立了双向线性载荷作用下四边固支倾斜层合板模型;然后,通过研究渗透系数与变形之间的关系得到渗流稳定性判别方法及条件,并通过工程案例确定了倾斜煤层保水开采的影响因素及其敏感性.倾斜煤层底板最大挠度工作面方向位于工作面中下部0.5864倍的工作面长度处,推进方向上位于0.5864倍的工作面推进距离处.通过正交试验分析得出底板挠度影响因素的显著性大小排序为:工作面长度>水压>推进度>地层倾角.层合板中上层层位边界为压应力区域,中部为拉应力区域,中下层层位则相反,剪应力分区域集中分布.工作面下侧区域各应力最大值均大于上侧区域的,表现出明显的非对称性.最后,确定了渗流稳定性评价指标及稳定条件:极限渗透系数(Kli)与等效渗透系数(Keq)之比不小于1,即Kli/Keq≥1.渗流稳定性影响因素的显著性大小为:水压>工作面长度>地层倾角,可为类似矿井的保水开采提供建议.

    层合板模型倾斜煤层结构稳定性渗流稳定性等效渗透系数正交分析显著性分析

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    柔模混凝土墙沿空留巷围岩稳定机理及控制技术研究

    陈定超王襄禹吴帅张飞腾...
    2966-2982页
    查看更多>>摘要：沿空留巷是无煤柱开采中的一种技术,是沿采空区边缘维护原回采巷道,并将其保留作为下个工作面的一条回采巷道使用,具有煤炭采出率高、巷道维护费用低等优点.本文以大柳塔煤矿52605工作面沿空留巷为工程背景,介绍了一种柔模混凝土墙沿空留巷的创新技术.为了验证该技术的可行性,本文根据现场地质条件建立了数值计算模型,并研究了工作面回采过程中沿空留巷围岩的稳定机理.数值模拟结果显示:工作面回采期间,巷旁充填体逐渐承载,围岩应力峰值由回采侧向实煤体侧转移,顶板和实煤体侧塑性区明显增大,发生拉剪混合破坏.基于工作面回采期间沿空留巷围岩的应力和塑性区演化特征,提出了围岩控制技术并成功开展了工业性实验.现场监测结果显示,巷道围岩变形控制效果良好,工作面无明显压力显现.

    沿空留巷柔模混凝土墙挡矸支架控制技术数值模拟

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    基于油酸钙胶体和矿物表面转化的石灰法浮选机理新见解

    孙文娟韩海生孙伟王若林...
    2983-2992页
    查看更多>>摘要：石灰法是最常用的白钨矿浮选工艺之一,可以实现白钨矿、萤石和方解石的浮选分离.石灰水解释放的大量钙离子容易与脂肪酸阴离子形成油酸钙胶体,而石灰法的经典作用机理却忽略了这一点.溶液化学计算表明,油酸钙胶体是石灰法矿浆中的主要作用成分.石灰法中,由于表面转化反应增强,萤石表面被碳酸钙覆盖,表面性质与方解石表面相似.石灰法矿浆中油酸钙胶体的粒度为100～600 nm,石灰用量对其粒度和粒度分布有显著影响.油酸钙胶体在白钨矿表面发生选择性吸附,而在萤石表面的吸附因表面转化反应而减弱.油酸钙在白钨矿表面的选择性吸附解释了石灰法的优异选择性,萤石向方解石的表面转化反应进一步增强了石灰法矿浆中的油酸钙选择性.石灰法的新作用机理补充了油酸钙在浮选中的作用,进一步完善了之前的经典作用机理.

    白钨矿石灰法油酸钙表面转化萤石方解石

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