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优化红外热像法快速准确测定工业纯钛疲劳极限

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稀有金属 2024年第4期48卷 602-608页

作者：曹东东李璞吴磊纪红史冰绡马通达有研工程技术研究院有限公司北京101407 中国有研科技集团有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心北京100088 国标(北京)检验认证有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

采用红外热像法实时监测疲劳实验过程中工业纯钛TA1试样表面的温度变化,运用固有耗散理论对热像数据进行分析。提出以弹性极限作为热像数据分界限进行Luong法线性拟合的新方法,在唯一测定温升拐点的基础上快速准确预测了疲劳极限。力学... 详细信息

采用红外热像法实时监测疲劳实验过程中工业纯钛TA1试样表面的温度变化,运用固有耗散理论对热像数据进行分析。提出以弹性极限作为热像数据分界限进行Luong法线性拟合的新方法,在唯一测定温升拐点的基础上快速准确预测了疲劳极限。力学拉伸实验测定试样弹性极限为313 MPa,以此为数据分界限进行线性拟合获得的疲劳极限结果为323 MPa,与传统升降法(309 MPa)相对偏差仅为4.5%。通过定位跟踪方法观察了疲劳循环应力加载过程中微观组织演化,发现经300 MPa及以下应力加载后,试样表面呈单一α相组织特征,晶粒形态、尺寸、分布未见明显变化;经350 MPa应力加载后,个别晶粒内可见少量滑移带,滑移带长直且相互平行。试样在循环加载应力达到疲劳极限时微观组织结构从可逆滞弹性形变转变为永久塑性形变,由此导致固有耗散由滞弹性机制转变为塑性机制,在试样表面温度变化上表现为温升拐点的出现。

关键词：钛合金红外热像法疲劳极限快速测定方法

退火处理对高压扭转ZXJ310镁合金体外降解性能的影响

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稀有金属 2024年第5期48卷 609-617页

作者：张家振马鸣龙李永军孙昭乾史文鹏郝雪龙张奎中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室北京101407 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京1000883 国标(北京)检验认证有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心北京101407

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形(HPT)ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明:高压扭转态ZXJ310镁合金在150℃退火时,随着退火... 详细信息

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形(HPT)ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明:高压扭转态ZXJ310镁合金在150℃退火时,随着退火时间延长(0~4 h),合金的平均晶粒尺寸由高压扭转态的98.3 nm,分别增长至169.8,217.6,220.2和259.5 nm。通过TEM观察可知,ZXJ310镁合金中的位错密度明显降低;电化学测试显示:随着退火时间延长,腐蚀电位明显增加,ZXJ310镁合金Nyquist图谱中的容抗弧半径逐渐增加,退火4 h后高压扭转ZXJ310镁合金的电化学腐蚀速率可以降低至0.32 mm·y^(-1);ZXJ310镁合金在模拟体液中的浸泡失重试验结果也表现出同样的趋势,3~4 h退火后的ZXJ310镁合金的耐蚀性显著提升;对ZXJ310镁合金的腐蚀产物分析可知,退火处理显著改善合金在模拟体液(SBF)溶液中的浸泡腐蚀行为,增加腐蚀产物膜层的致密性和稳定性,但不会对合金腐蚀产物的类型产生影响。不同状态下ZXJ310镁合金在相同浸泡条件下产生的腐蚀产物种类没有区别,浸泡120 h后均能产生含羟基磷灰石的Ca-P化合物。

关键词： ZXJ310镁合金高压扭转(HPT) 退火处理体外降解

自组装球形氧化铈抑制胃癌细胞增殖和迁移基础研究

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稀有金属 2024年第4期48卷 517-528页

作者：关达张振羽刘璐吴迪宋奇赢谢天宇徐旸王鑫鑫冯宗玉黄小卫解放军总医院第一医学中心普通外科医学部北京100853 北京有色金属研究总院北京100088

胃癌(gastric cancer,GC)是全球最常见肿瘤相关死亡原因之一,具有极高的潜在转移风险。目前众多治疗方案的效果并不尽人意,亟需探索新的治疗方法。在纳米医学领域,氧化铈纳米颗粒(cerium oxide nanoparticles,CNPs)可通过其氧空位介导... 详细信息

胃癌(gastric cancer,GC)是全球最常见肿瘤相关死亡原因之一,具有极高的潜在转移风险。目前众多治疗方案的效果并不尽人意,亟需探索新的治疗方法。在纳米医学领域,氧化铈纳米颗粒(cerium oxide nanoparticles,CNPs)可通过其氧空位介导的化学反应性显示出抗癌活性。然而,CNPs在胃癌中的实际效果并不明确。因此,通过可控合成球形氧化铈纳米颗粒(spherical cerium oxide nanoparticles,Ceria-SNPs)并对其表征,探讨Ceria-SNPs对人胃癌细胞MKN-45的作用。结果发现,Ceria-SNPs的平均粒径为14 nm,比表面积为59.54 m^(2)·g^(-1)。将不同浓度的Ceria-SNPs与胃癌细胞共培养,并在体外和体内检测细胞增殖和迁移能力。结果发现,高浓度(10.0μg·ml^(-1))的Ceria-SNPs能抑制胃癌细胞的增殖和迁移,且该过程是通过增加细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平实现的;裸鼠皮下成瘤与腹腔转移模型进一步验证效能和生物安全性。Ceria-SNPs可以通过增加细胞内ROS水平抑制胃癌恶性生物学行为,而根据特殊应用需求可控合成CNPs为其进一步开展医用研究提供了材料支撑。

关键词：氧化铈纳米颗粒(CNPs) 胃癌(GC) 活性氧(ROS) 纳米医学细胞增殖

热处理对选区激光熔化制备Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金微观组织和力学性能的影响

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稀有金属 2024年第3期48卷 325-335页

作者：翟梓棫潘炜梁博刘彦涛张永忠中国有研科技集团有限公司国家有色金属复合材料工程技术研究中心北京101407 有研金属复材技术有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明... 详细信息

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明:沉积态微观组织由沿沉积高度方向交替生长的柱状晶与等轴晶及细小第二相粒子组成,少量纳米级Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子分布于晶内。经过热处理后,初生Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子长大,晶粒尺寸发生轻微的粗化现象。热处理态试样抗拉强度为(556±2.3)MPa,较沉积态试样提高21%;断后伸长率为14.2%±1.2%,较沉积态试样没有明显变化,这主要由于热处理后的大量纳米或微纳米级第二相弥散析出所产生的沉淀强化导致,弥散的第二相同时分布于晶界和晶粒内部。在SLM成形过程中产生的热应力会导致沉积态晶粒内部产生位错,位错会导致沉积态试样的应力-应变曲线在塑性变形阶段出现明显的波动现象,热处理后消除了位错,波动现象消失。热处理降低了合金的残余应力和位错密度,保证了合金的良好塑性。

关键词：选区激光熔化(SLM) 热处理 Al-Mn-Mg-Sc-Zr 微观组织力学性能

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锑污染土壤修复技术研究进展与发展趋势

稀有金属 2024年第3期48卷 411-426页

作者：郑鹏崔兴兰李红霞车小奎史新悦王雷郑其中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心北京101407 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心北京101407 有研工程技术研究院有限公司北京101407

锑是一种具有潜在毒性和致癌性的元素,采矿和金属冶炼等人类活动导致锑被大量的释放,造成严重的环境污染,威胁人类健康,引起各国学者的广泛关注。对国内外锑污染的现状和锑在大气、水和土壤环境中分布特征进行了介绍;归纳了锑在迁移转... 详细信息

锑是一种具有潜在毒性和致癌性的元素,采矿和金属冶炼等人类活动导致锑被大量的释放,造成严重的环境污染,威胁人类健康,引起各国学者的广泛关注。对国内外锑污染的现状和锑在大气、水和土壤环境中分布特征进行了介绍;归纳了锑在迁移转化过程中形态、氧化还原过程、吸附和沉淀规律;并总结了翻土和客土法、土壤淋洗技术、固定/稳定化技术、植物修复技术和微生物修复技术目前的研究进展;在此基础上对各种土壤修复技术的优缺点和应用场景进行比较分析,并对锑污染土壤修复技术未来发展趋势进行展望。相比而言,土壤淋洗技术和固定/稳定化技术已经有较成熟的应用,而植物修复技术和微生物修复技术具有绿色、低成本的特点,能够广泛地同其他修复技术联合使用,已逐渐成为目前的研究重点。

关键词：锑迁移转化土壤污染修复技术

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鄱阳湖沉积物中多环芳烃的时空分布及源解析

环境科学 2024年第3期45卷 1492-1501页

作者：马妍孙晨毕笳乐张波涛刘艳邵鹏刘统王圣瑞钟文军中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 北京师范大学水科学研究院北京100875 北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心) 北京100094 江西省林业科学院湿地生态资源研究中心南昌330032

对鄱阳湖沉积物中16种多环芳烃(PAHs)含量、时空分布及影响因素进行了研究,并对湖体不同区域的PAHs进行定量源解析.PAHs在沉积物中广泛存在,所有点位表层沉积物中ω(∑_(16)PAHs)范围为203~2 318μg·kg^(-1),其中湖体表层沉积物中PAHs... 详细信息

对鄱阳湖沉积物中16种多环芳烃(PAHs)含量、时空分布及影响因素进行了研究,并对湖体不同区域的PAHs进行定量源解析.PAHs在沉积物中广泛存在,所有点位表层沉积物中ω(∑_(16)PAHs)范围为203~2 318μg·kg^(-1),其中湖体表层沉积物中PAHs含量高于入湖河流表层沉积物中PAHs含量.鄱阳湖PAHs环数比例大小依次排列为:4环>5环>6环>3环>2环,4环PAHs组成占主导地位,其含量占∑_(16)PAHs的比例高达86.11%.2~3环以及部分4环PAHs包括Flua和Pyr更容易受到SOM的影响,4~6环PAHs更容易受到ORP及重金属等环境因子的影响.在空间分布上,∑_(16)PAHs的较高含量位于湖体邻近都昌县与鄱阳县区域,此区域地形相对封闭,与周围区域水流交换量小,不利于污染物的迁移、转化及降解.在时间分布上,PAHs含量水平的变化与江西省GDP的发展呈现出高度一致性,经济发展和人类活动影响可能是导致PAHs含量水平不断增加的主要原因.鄱阳湖表层沉积物PAHs的主要来源包括石油污染及石油、煤炭和生物质燃烧源,不同区域PAHs来源存在一定的空间差异.本研究可为鄱阳湖表层沉积物中PAHs污染情况提供参考,对鄱阳湖生态环境保护和治理具有重要意义.

关键词：鄱阳湖沉积物多环芳烃(PAHs) 时空分布源解析

北京市大气降水理化特性的演变及其重要的环境效应

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环境科学 2024年第7期45卷 3765-3777页

作者：韩力慧肖茜杨雪梅齐超楠田健兰童程水源郑爱华郭敬华北京工业大学环境与生命学部北京100124 区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124 北京师范大学分析测试中心北京100875

通过采集北京市2018、2019和2021年大气降水样品,研究了北京市大气降水中主要金属元素和水溶性离子浓度,重金属、水溶性离子、溶解性无机氮(DIN)和无机硫(SO_(4)^(2-)-S)湿沉降通量及其对生态环境的影响,以及典型降水过程对大气污染物... 详细信息

通过采集北京市2018、2019和2021年大气降水样品,研究了北京市大气降水中主要金属元素和水溶性离子浓度,重金属、水溶性离子、溶解性无机氮(DIN)和无机硫(SO_(4)^(2-)-S)湿沉降通量及其对生态环境的影响,以及典型降水过程对大气污染物的清除机制.结果表明,研究期间北京市降水多呈中性或碱性,酸雨率极低,仅为3.06%.2018、2019和2021年降水中主要金属元素总浓度依次为(4 787.46±4 704.31)、(7 663.07±8 395.05)和(2 629.13±2 369.51)μg·L^(-1),离子总当量浓度依次为(851.68±649.16)、(973.98±850.94)和(644.31±531.16)μeq·L^(-1),二者年际变化均表现为:2019年>2018年>2021年;春季、夏季、秋季和冬季的主要金属元素总浓度的季节均值分别为(9 624.25±7 327.92)、(4 088.67±5 710.14)、(3 357.68±3 995.64)和(6 203.19±3 857.43)μg·L^(-1),春季、夏季、秋季和冬季的离子总当量浓度的季节均值分别为(1 014.71±512.21)、(729.83±589.90)、(724.35±681.40)和(1 014.03±359.67)μeq·L^(-1),二者季节变化均表现为:春季>冬季>夏季>秋季.NO3-和SO_(4)^(2-)是主要的致酸离子,而NH4+和Ca2+是主要的酸中和离子.值得注意的是重金属Cd的湿沉降通量虽然较低,仅占所有重金属湿沉降通量的(0.13±0.04)%,但Cd的土壤安全年限为291 a,显著低于其他重金属,因此,其生态风险相对较高.水溶性离子NH4+、Ca2+、NO3-和SO_(4)^(2-)的湿沉降通量占总离子湿沉降通量的(85.72±2.18)%,对生态环境的综合影响可能较大.DIN湿沉降通量主要以NH4+-N为特征,在夏季对生态环境具有重要的促进作用.SO_(4)^(2-)-S湿沉降通量在夏季较高,对生态环境的促进作用较大.大气降水对污染物的清除作用受诸多因素影响,这些因素协同作用直接影响降水对污染物的清除机制.

关键词：大气降水理化特性时间变化湿沉降通量清除机制

热分解温度对Ti/MnO_(x)-Co_(3)O_(4)涂层阳极的析氧电催化性能影响

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稀有金属 2024年第4期48卷 467-476页

作者：田林李传斌赵鸿滨袁学韬尹延西中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心北京100088 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京100088 北京有色金属研究总院北京100088 战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心北京100088 中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京100088

钛基尺寸稳定阳极(DSA)具有尺寸稳定、低污染、电催化性能优异等特点,受到广泛关注。钛基贵金属涂层阳极引发了氯碱工业的技术革命,但高昂的价格限制了其大规模应用。过渡金属氧化物普遍具有成本低、毒性小、催化性能好等优点,有望取代... 详细信息

钛基尺寸稳定阳极(DSA)具有尺寸稳定、低污染、电催化性能优异等特点,受到广泛关注。钛基贵金属涂层阳极引发了氯碱工业的技术革命,但高昂的价格限制了其大规模应用。过渡金属氧化物普遍具有成本低、毒性小、催化性能好等优点,有望取代现有的溶液电解阳极材料。Ti/MnO_(x)涂层阳极虽然显示出良好的析氧催化(OER)性能,但与贵金属涂层阳极相比仍有差距。Co_(3)O_(4)具有成本低、催化性能好等优点,通过掺杂钴可提高Ti/MnO_(x)涂层阳极的析氧催化性能。采用热分解法在不同温度条件下制备了掺钴钛基锰氧化物(Ti/MnO_(x)-Co_(3)O_(4))涂层阳极。通过X射线光电子能谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、线性伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)测试等方法分析了涂层的物相组成、表面形貌、化学状态、分子结构和析氧电催化性能等。结果表明:随着分解温度的上升,Ti/MnO_(x)Co_(3)O_(4)涂层中的MnO_(2)逐渐向Mn2O_(3)转变;涂层阳极的电催化活性呈现先增强后降低的趋势,350℃下制备的阳极电催化活性最强,伏安电荷可达228.83 C·cm^(-2),析氧反应过电位低至0.344 V。随着温度的升高,阳极中Mn^(4+)/(Mn^(3+)+Mn^(4+))的比例先增加后降低,在350℃时Mn^(3+)占比最大,且具有更多吸附氧(Oa),这是该制备温度下涂层阳极具有最强的析氧电催化活性的主要原因。

关键词： MnO_(x) Co_(3)O_(4) 电催化性能涂层

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弱酸条件下含铷云母浮选研究

稀有金属 2024年第2期48卷 296-304页

作者：杨刚车小奎郑其王雷罗毅中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室北京100088 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101400 北京有色金属研究总院北京100088

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方... 详细信息

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方法研究药剂与云母、长石的作用机制。结果表明:在pH为6,草酸用量为300 g·t^(-1),捕收剂总量为5×10^(-4) mol·L^(-1),十二胺与十二烷基磺酸钠的比例为1∶1时,含铷锂云母回收率达到83%,长石回收率为9%,长石和含铷锂云母得到了很好的分离。红外光谱发现,组合捕收剂在锂云母与长石的吸附是物理吸附且锂云母表面还能形成氢键;XPS研究发现,组合药剂会与锂云母的铝形成化学吸附;电位测试发现,单一捕收剂作用时,锂云母与长石的电位有正向或者负向的移动,组合捕收剂相对于十二胺单独作用时,有负向的移动,十二胺的吸附减少。

关键词：铷锂云母长石浮选