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浇覆温度对铝/钢复合板界面及性能的影响

稀有金属 2024年第4期48卷 487-497页

作者：李超李元东邱谨罗晓梅周宏伟兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室甘肃兰州730050

选用6061铝合金和Q235钢板,采用铸轧工艺技术制备铝/钢双金属复合板,研究6061铝合金不同浇覆温度对铝/钢复合板界面组织以及力学性能的影响。使用光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)观察复合板界面显微组织形貌,通过能谱仪(EDS)... 详细信息

选用6061铝合金和Q235钢板,采用铸轧工艺技术制备铝/钢双金属复合板,研究6061铝合金不同浇覆温度对铝/钢复合板界面组织以及力学性能的影响。使用光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)观察复合板界面显微组织形貌,通过能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行微区成分分析及分析界面金属间化合物,使用显微硬度仪测量界面附近硬度变化情况,并且对复合板力学性能进行测试。结果表明,随着浇覆温度从650℃升高到730℃,铝/钢复合板界面扩散层厚度逐渐变厚且均匀,界面处形成Al5Fe_(2)和Al_(3)Fe等金属间化合物;当浇覆温度为730℃时,扩散层厚度最厚为5.9μm,界面处显微硬度最高,达到HV 120。抗拉强度和剪切强度随着浇覆温度升高先提高后降低,当浇覆温度为710℃时,复合板的力学性能最好,复合板铝钢厚度比为2∶1,抗拉强度为233 MPa,相比较铸轧态6061铝合金,抗拉强度提高了66.4%,断裂延伸率为25.5%,剪切强度为92.5 MPa,剪切断裂发生在6061铝合金一侧。

关键词：铝/钢复合板浇覆温度铸轧金属间化合物力学性能

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锌冶炼过程中提取镓的技术研究及其进展

工程科学学报 2024年第4期46卷 637-648页

作者：张伟李立清饶帅吴才贵宫晓丹江西理工大学材料冶金化学学部赣州341000 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂韶关512325 广东科学院资源利用与稀土开发研究所广州510650 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093

针对镓从锌冶炼过程中回收占比低的问题,总结分析了锌冶炼过程中镓回收技术研究进展.在鼓风炉炼锌(ISP)工艺中,镓主要富集在鼓风炉炉渣里,其质量分数通常在0.025%~0.031%,从鼓风炉炉渣中回收镓主要有还原蒸发法、高温氯化挥发法、硫酸... 详细信息

针对镓从锌冶炼过程中回收占比低的问题,总结分析了锌冶炼过程中镓回收技术研究进展.在鼓风炉炼锌(ISP)工艺中,镓主要富集在鼓风炉炉渣里,其质量分数通常在0.025%~0.031%,从鼓风炉炉渣中回收镓主要有还原蒸发法、高温氯化挥发法、硫酸浸出法、碱熔–浸出法、还原熔炼–电解法和还原熔炼–熔融造渣法等方法,但这些工艺普遍流程长,回收率低,加工成本偏高,部分工艺环境污染大,难以工业化应用.传统的湿法炼锌工艺中,大于93.5%的镓富集在浸出渣中,浸出渣处理以火法还原挥发工艺为主,在回转窑挥发浸出渣工艺中90%的镓保留在窑渣中,导致镓的回收流程长且回收率低,湿法处理浸出渣存在镓和铁分离的难题,至今未得到有效解决.氧压浸出炼锌工艺中,镓主要富集在锌粉置换渣里,锌粉置换渣采用酸性浸出和萃取工艺分离富集镓,最终制备金属镓,镓的综合回收率达到71%.通过对火法和湿法炼锌中镓回收工艺进行分析,对镓回收工艺中存在的关键问题和分离技术进行了总结,提出萃取分离、乳状液膜和树脂吸附有望成为锌冶炼过程中回收镓的绿色高效短流程关键技术.

关键词：锌冶炼镓浸出渣置换渣萃取乳状液膜树脂吸附

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累积叠轧铜-石墨复合材料中间退火工艺优化

有色金属科学与工程 2024年

作者：刘锦平管礼军王宇轩孙科孙德文宣宇昂叶森梁江西理工大学材料冶金化学学部

传统的工艺制备的铜-石墨复合材料易出现孔隙、开裂等缺陷。本文通过累计叠轧焊合加工技术，并采用不同次数的中间退火工艺制备铜-石墨复合材料。采用XRD、SEM和EDS等方法表征了复合材料性能并确定了最佳中间退火工艺。结果表明，在轧... 详细信息

传统的工艺制备的铜-石墨复合材料易出现孔隙、开裂等缺陷。本文通过累计叠轧焊合加工技术，并采用不同次数的中间退火工艺制备铜-石墨复合材料。采用XRD、SEM和EDS等方法表征了复合材料性能并确定了最佳中间退火工艺。结果表明，在轧制过程中材料的流动性随着中间退火次数增加而提升，这有利于填补石墨颗粒与铜基体之间的孔隙。在退火过程中，铜基体发生了再结晶，降低了铜-石墨复合材料变形抗力和硬度，提高了材料的密度和导电率，改善了摩擦磨损性能。当中间退火次数逐步减少时，复合材料的磨损量逐步提高。其中，一步退火制备的铜-石墨复合材料综合性能最为优异，其相对密度、电导率及摩擦系数分别达到了97.9%、94.5%IACS和0.215。

关键词：铜-石墨累积叠轧中间退火组织和性能

Q420qENH钢及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的工业大气介质中干湿循环腐蚀行为研究

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表面技术 2024年第2期53卷 97-109页

作者：张利帅郭铁明武维宏胡焱文刘晓倩南雪丽周贵易易维斌兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司兰州730050 甘肃省精密加工技术及装备工程研究中心兰州730050

目的研究桥梁耐候钢板材及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的西北工业大气环境中腐蚀行为的区别。方法采用NaHSO_(3)+SiO_(2)的腐蚀介质进行干湿交替加速腐蚀实验,并采用腐蚀动力学、X射线衍射、扫描电镜+能谱、电化学测试等方法,分析了Q4... 详细信息

目的研究桥梁耐候钢板材及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的西北工业大气环境中腐蚀行为的区别。方法采用NaHSO_(3)+SiO_(2)的腐蚀介质进行干湿交替加速腐蚀实验,并采用腐蚀动力学、X射线衍射、扫描电镜+能谱、电化学测试等方法,分析了Q420qENH钢板材、焊缝及热影响区试样的腐蚀趋势、腐蚀类型及锈层的保护性,以及SiO_(2)对腐蚀的影响。结果 Q420qENH板材试样初期腐蚀速率大于焊接试样,中后期2种试样腐蚀速率逐渐下降并趋于一致。3种试样腐蚀类型均为不均匀的全面腐蚀,外锈层均疏松易脱落,但焊缝、热影响区内锈层比板材致密且与钢基体结合紧密,锈层中Cu、Ni元素含量明显高于板材试样。3种试样腐蚀30d的自腐蚀电流密度由大到小的顺序为板材>焊缝>热影响区,自腐蚀电位由大到小的顺序为热影响区>焊缝>板材,焊缝及热影响区试样的锈层电阻分别为板材试样的1.28倍、1.68倍。结论 PM_(2.5)中的主要成分SiO_(2)易在缺陷处沉积,成为腐蚀产物的形核基底,促进了腐蚀产物的非均匀形核,不利于锈层的致密性。热影响区和焊缝形成锈层的保护性、耐蚀性能优于板材试样。

关键词： Q420qE桥梁耐候钢焊接接头西北工业大气环境 PM_(2.5) SiO_(2) 干湿循环腐蚀

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稀土Y对铜线材抗氧化行为的影响机理研究

表面技术 2024年第10期53卷 144-155页

作者：葛晨阳国秀花李韶林宋克兴周延军刘海涛张朝民曹军曹飞高岩河南科技大学河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471023 河南省科学院郑州450002 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000 西安理工大学西安710000 河南省冶金研究所有限责任公司郑州450000

目的针对纯铜线材的抗氧化性能不足问题,通过稀土微合金化制备了含微量Y元素的铜线材,研究稀土Y含量对铜线材抗氧化性能的影响。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱仪和X射线衍射仪等表征手段,分析了氧化膜脱落后基体表面形貌以及稀... 详细信息

目的针对纯铜线材的抗氧化性能不足问题,通过稀土微合金化制备了含微量Y元素的铜线材,研究稀土Y含量对铜线材抗氧化性能的影响。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱仪和X射线衍射仪等表征手段,分析了氧化膜脱落后基体表面形貌以及稀土Y元素在氧化过程中的存在形式与氧化膜的生长过程,揭示了添加稀土元素Y提高纯铜抗氧化性能的作用机理。结果稀土Y的引入提高了纯铜线材的抗氧化性能,在600℃、10 h条件下,Cu-0.03Y线材相对于Cu线材氧化增重率由0.55%降低至0.2%,降幅达63%。稀土元素Y的添加使铜线材的(100)晶面占比减少,(111)晶面占比增多,基体表面易被活化的(100)原子面占比降低,铜线材的抗氧化性能提高。在Cu-0.1Y线材中稀土元素浓度较高时发生偏聚,稀土元素与氧的亲和力大于铜与氧的亲和力,偏聚处形成不连续的稀土氧化物,使氧离子与铜离子的接触反应面积增大,相比Cu-0.03Y线材抗氧化性能降低。结论氧化过程中稀土离子的扩散速率慢、半径大,对铜离子的向外扩散起到阻碍作用,降低了铜离子的扩散速度,提高了铜线材的抗氧化性能。

关键词：纯铜线材稀土元素Y 稀土氧化物增重率抗氧化性能

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钕铁硼二次废料酸浸-萃取法制备FeCl·6HO

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有色金属科学与工程 2024年

作者：刘艳红张灿文熊道陵欧阳少波张元波阳金娟李檬卢雄雄中南大学资源加工与生物工程学院江西理工大学化学化工学院

为回收钕铁硼二次废料中的大量铁元素，采用酸浸-萃取法制备FeCl3·6H2O。通过单因素实验、热力学和动力学分析，优化酸浸条件，Fe3+的浸出率超过91%。系统研究了LIU萃取剂对盐酸湿法浸矿中Fe3+的选择性萃取性能。具体表现在3级错流萃... 详细信息

为回收钕铁硼二次废料中的大量铁元素，采用酸浸-萃取法制备FeCl3·6H2O。通过单因素实验、热力学和动力学分析，优化酸浸条件，Fe3+的浸出率超过91%。系统研究了LIU萃取剂对盐酸湿法浸矿中Fe3+的选择性萃取性能。具体表现在3级错流萃取后，Fe3+的萃取率达98.78%，而其他杂质离子基本不被萃取，保留在萃余液中。蒸馏水用于反萃取，2级错流反萃取后，Fe3+反萃取率达99.88%。用ICP-OES、XRD和SEM等对产品进行表征。结果表明，产品纯度高达99.8%，净利润超1200元/吨。与其他回收工艺相比，本技术形成闭路循环，回收成本低且耗时短，为二次废料的处理提供一个有效方案。

关键词：钕铁硼废料氯化铁热力学分析缩核模型酸浸萃取

分段空场嗣后充填法人工矿柱多源信息融合稳定性评价模型

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黄金科学技术 2024年第5期 894-904页

作者：张泽群钟文杨华泽周伶杰林圣杰毛基腾赵奎战略金属矿产资源低碳加工与利用江西省重点实验室江西理工大学资源与环境工程学院赣州市深部脉群矿智能化开采技术创新中心江西省地质局第一地质大队

针对分段空场嗣后充填法人工矿柱（充填体）稳定性评价指标因素概率分配过程和权重分配中存在的问题，综合考虑工程地质环境、岩体质量、力学响应指标、声发射参数特征和几何形态5类信息源的影响，建立了涵盖17项稳定性影响因素的人工... 详细信息

针对分段空场嗣后充填法人工矿柱（充填体）稳定性评价指标因素概率分配过程和权重分配中存在的问题，综合考虑工程地质环境、岩体质量、力学响应指标、声发射参数特征和几何形态5类信息源的影响，建立了涵盖17项稳定性影响因素的人工矿柱（充填体）稳定性多源信息评价指标体系，并基于此确立了人工矿柱（充填体）稳定性D-S证据理论的识别框架及评价指标分级标准。通过引入正态隶属度函数及改进的K-L距离对指标因素概率分配和权重分配进行优化，构建了基于改进D-S证据理论多源信息融合的人工矿柱（充填体）稳定性评价模型。选取某分段空场嗣后充填开采矿山5个典型人工矿柱（充填体）对模型的适用性进行验证，结果表明：多源信息融合稳定性评价等级分别为AP-2、AP-3和AP-5（Ⅱ级）> AP-4（Ⅲ级）> AP-1（Ⅳ级），稳定性评价结果与前期位移、声发射现场监测分析评价和数值模拟分析评价结果基本吻合，验证了评价模型在实际应用中的科学有效性。该模型为人工矿柱（充填体）稳定性分析提供了一种更全面的综合评价方法。

关键词：分段空场嗣后充填法人工矿柱(充填体) 多源信息融合稳定性评价模型 D-S证据理论隶属度函数

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高电压镍锰酸锂正极材料的合成与电化学机理

化工进展 2024年

作者：李美萱成建凤黄国勇徐盛明郁丰善翁雅青曹才放温嘉玮王俊莲王春霞顾斌涛张袁华刘斌王才平潘剑明徐泽良王翀王珂中国石油大学(北京)新能源与材料学院江西耐华环保科技有限公司清华大学核能与新能源技术研究院江西省君鑫贵金属科技材料有限公司江西省科学院江西理工大学北京科技大学土木与资源工程学院浙江微通催化新材料有限公司横峰县凯怡实业有限公司

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极材料的工作电压平台为4.7V(vs Li/Li+)，是目前输出电压最高、成本较低且环保的锂离子电池正极材料。本文采用水热法制备了铝掺杂的镍锰酸锂(LiNi0.45Al0.05Mn1.5O4，简称Al@LNMO)样品，并通过密... 详细信息

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极材料的工作电压平台为4.7V(vs Li/Li+)，是目前输出电压最高、成本较低且环保的锂离子电池正极材料。本文采用水热法制备了铝掺杂的镍锰酸锂(LiNi0.45Al0.05Mn1.5O4，简称Al@LNMO)样品，并通过密度泛函理论计算研究了掺铝对镍锰酸锂电化学特性的影响。DFT计算结果表明，铝掺杂可以降低镍锰酸锂的带隙，提高其电导率。XRD和FT-IR表征证明，合成的Al@LNMO的晶体结构为Fdm。此外，电化学循环测试表明，Al@LNMO在25°C和50°C的温度下、1 C的倍率下的初始比放电容量分别为137.1mAh/g、138.0mAh/g；经过100次循环后，其容量保持率分别为82.9%和79.1%。并且，Al@LNMO50℃下的容量保持率与25℃下的容量保持率相近。这表明Al@LNMO具有良好的高温稳定性。以上结果表明，Al@LNMO是一种很有前途的锂离子电池高电压正极材料。

关键词：铝掺杂镍锰酸锂电化学复合材料分子模拟高电压

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纳米复合瓷球作磁铁矿细磨介质磨矿特征研究

黄金科学技术 2024年第4期32卷 694-703页

作者：李哲阳许辉谢峰李龙龙张小普姚鑫吴彩斌江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000 太原钢铁(集团)有限公司矿业分公司山西太原030027 太原钢铁(集团)有限公司矿业分公司尖山铁矿山西太原030301 战略金属矿产低碳加工与利用江西省重点实验室江西赣州341000

三段磨矿工艺通常采用钢锻或钢球作为细磨介质,存在高能耗、高球耗和粒度分布特性差等问题。以尖山铁矿三段球磨机给矿作为研究对象,进行了批次磨矿试验,研究了钢锻和瓷球作为细磨介质下的磨矿动力学特征以及瓷球磨矿工艺参数对产品粒... 详细信息

三段磨矿工艺通常采用钢锻或钢球作为细磨介质,存在高能耗、高球耗和粒度分布特性差等问题。以尖山铁矿三段球磨机给矿作为研究对象,进行了批次磨矿试验,研究了钢锻和瓷球作为细磨介质下的磨矿动力学特征以及瓷球磨矿工艺参数对产品粒度特性的影响。结果表明:超细粒级磁铁矿磨矿动力学线性特征不明显,更倾向于一阶磨矿动力学特征,且瓷球的细磨能力优于钢锻。瓷球磨矿工业应用后,在相同溢流细度和铁精矿品位下,球耗降幅达17.52%,节电幅度达42.37%,综合磨矿成本下降32.11%。瓷球可作为新型介质完全替代钢锻磨矿。

关键词：磨矿动力学纳米复合瓷球钢锻超细粒级磁铁矿磨矿能耗磨矿特征