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炉渣碱度对腐殖土型与褐铁矿型红土镍矿半熔融法冶炼的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：薛钰霄赵剑波游志雄吕学伟重庆大学材料科学与工程学院重庆大学钒钛冶金及新材料重庆市重点实验室

本研究重点分析了炉渣碱度对腐殖土型与褐铁矿型红土镍矿半熔融法冶炼的影响。热力学分析表明，适当调整炉渣碱度和褐铁矿型红土镍矿配比有助于炉渣熔化温度的降低及流动性的改善。在炉渣碱度0.3，褐铁矿型红土镍矿配比10%的条件下，炉... 详细信息

本研究重点分析了炉渣碱度对腐殖土型与褐铁矿型红土镍矿半熔融法冶炼的影响。热力学分析表明，适当调整炉渣碱度和褐铁矿型红土镍矿配比有助于炉渣熔化温度的降低及流动性的改善。在炉渣碱度0.3，褐铁矿型红土镍矿配比10%的条件下，炉渣成分可位于低熔点透辉石(CaMgSi2O6)的液相线区。在最佳冶炼参数条件下，即还原温度1300 ℃，C/O 0.86，褐铁矿型红土镍矿配比20%，炉渣碱度0.3时，随还原团块的有效变形及镍铁晶粒的充分聚集与长大，制备得到了镍品位6.42%、铁品位86.99%的镍铁产品，镍与铁的回收率分别达到88.60%和72.25%。

关键词：镍铁腐殖土型红土镍矿褐铁矿型红土镍矿炉渣碱度半熔融工艺

Ni–Co–C合金涂层的合成与性能强化机制研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：杜一哲陈桢垚段华美龙木军陈登福重庆大学材料科学与工程学院材料与冶金实验室重庆大学先进铸造技术国家重点实验室

在这项工作中，我们采用电沉积技术在草酸铵-柠檬酸铵体系中成功制备了具有优异综合性能的Ni–Co–C合金涂层。优化后的涂层结晶致密，表面呈明显的颗粒状，且大尺寸颗粒表面密集分布着纳米级颗粒团簇。此外，C原子主要以固溶体形式存... 详细信息

在这项工作中，我们采用电沉积技术在草酸铵-柠檬酸铵体系中成功制备了具有优异综合性能的Ni–Co–C合金涂层。优化后的涂层结晶致密，表面呈明显的颗粒状，且大尺寸颗粒表面密集分布着纳米级颗粒团簇。此外，C原子主要以固溶体形式存在于涂层中，维持了涂层原有的FCC结构。与二元Ni–Co涂层相比，Ni–Co–C涂层在硬度、耐磨性和结合强度方面都有显著提升，这主要归因于C原子的潜在强化作用。具体而言，C原子的引入优化了合金的局部电荷密度和电子分布状态，促使局部弱离子键转变为强共价相互作用，增强了Ni–Co块体中相应原子之间的成键能力。

关键词： Ni–Co–C合金涂层电沉积耐磨性电子特性强化机制

铜-铝电磁脉冲焊接界面形成过程的原子扩散行为

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焊接学报 2024年第3期45卷 22-31,I0004页

作者：李成祥许晨楠周言陈丹米彦重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

电磁脉冲焊接技术以高压脉冲放电驱使异种金属可靠连接而备受关注,但其界面结合机制尚不明确.该文搭建了铜-铝电磁脉冲焊接综合试验平台,捕获了焊接的动力学过程,得到碰撞点速度与碰撞角度的变化规律.在此基础上,构建了基于分子动力学... 详细信息

电磁脉冲焊接技术以高压脉冲放电驱使异种金属可靠连接而备受关注,但其界面结合机制尚不明确.该文搭建了铜-铝电磁脉冲焊接综合试验平台,捕获了焊接的动力学过程,得到碰撞点速度与碰撞角度的变化规律.在此基础上,构建了基于分子动力学模拟的电磁脉冲焊接典型界面(平直界面与涡旋界面)形成过程的对应模型,探究了焊接中的原子扩散行为,并根据模拟结果计算了典型结合界面的扩散层厚度,同时采用透射电子显微镜分析了结合界面的微观结构.研究结果表明,剧烈碰撞驱使界面材料塑性变形,界面材料塑性形变形成冶金结合和机械咬合是铜-铝电磁脉冲焊接界面的结合机制,且涡旋界面处的原子扩散厚度大于平直界面.该文可为深入理解电磁脉冲焊接机理和调控焊接效果提供科学依据.

关键词：电磁脉冲焊接界面形成原子扩散行为分子动力学

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机器学习驱动难熔高熵合金设计的现状与展望

材料工程 2024年第1期52卷 27-44页

作者：高田创高建宝李谦张利军中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

难熔高熵合金兼具高强度、高硬度、抗高温氧化等优异综合性能,在航空、航天、核能等领域具有广阔的应用前景和研究价值。但难熔高熵合金成分复杂、设计难度高,严重制约了高性能难熔高熵合金的进一步发展。近年来,机器学习凭借着高效准... 详细信息

难熔高熵合金兼具高强度、高硬度、抗高温氧化等优异综合性能,在航空、航天、核能等领域具有广阔的应用前景和研究价值。但难熔高熵合金成分复杂、设计难度高,严重制约了高性能难熔高熵合金的进一步发展。近年来,机器学习凭借着高效准确的建模预测能力,逐步应用于高性能合金的设计和开发。本文在广泛收集机器学习驱动难熔高熵合金设计研究成果的基础上,详细综述了机器学习在辅助合金相结构设计、力学性能预测、强化机理分析和加速原子模拟等方面的应用与进展。最后,总结了该领域当前存在的不足,并针对如何推进高性能难熔高熵合金的设计进行了展望,包括构建难熔高熵合金高质量数据集、建立难熔高熵合金“成分-工艺-组织-性能”定量关系、实现高性能难熔高熵合金的多目标优化等。

关键词：难熔高熵合金机器学习相结构力学性能强化机理原子模拟

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导热吸波一体化材料的研究进展

复合材料学报 2024年第5期41卷 2308-2320页

作者：苏蒸棠陈飞周致君陈刚蔡苇符春林重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 纳微复合材料与器件重庆市重点实验室重庆401331 重庆市鸿富诚电子新材料有限公司重庆402760

5G通信中电磁污染尤为严重,吸波材料可有效的吸收和衰减电磁波,将电磁能转换为热能的形式散失掉,已被广泛应用于航天航空、军事设施及电子通信等领域。然而,电子设备的小型化、集成化与高频化使电子设备无法及时将其产生的热能耗散掉,... 详细信息

5G通信中电磁污染尤为严重,吸波材料可有效的吸收和衰减电磁波,将电磁能转换为热能的形式散失掉,已被广泛应用于航天航空、军事设施及电子通信等领域。然而,电子设备的小型化、集成化与高频化使电子设备无法及时将其产生的热能耗散掉,从而影响设备的正常运行。因此,如何将导热材料高效的应用于电磁波吸收成为了当前吸波领域研究的重点和热点。基于此,本文综述了不同种类的导热材料在电磁波吸收中的应用及研究进展,首先按照组成成分介绍了导热材料的种类,并详细阐述了金属材料、陶瓷材料、碳材料及其复合物和导热高分子材料及其复合物的导热机制及不同导热材料在电磁波吸收中的作用机制与应用。最后对导热吸波一体化材料未来的研究方向及推广应用提出了见解。

关键词：导热材料电磁波吸收复合材料热导率吸波性能

新型电解质及添加剂对镁空气电池界面调控研究进展

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功能材料 2024年第3期55卷 3064-3072页

作者：仇帅帅曹献龙万涛李雨洹田维玮韦沿江邓洪达谭伯川余大亮兰伟重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 纳微复合材料与器件重庆市重点实验室重庆401331

镁空气电池因其高能量密度和环境友好性而备受关注,但镁阳极/电解质界面存在不可逆的电解-沉积、阳极自腐蚀和氢气析出等问题,严重影响电池的稳定性、安全性、寿命和功率密度。电解质调控是改善阳极/电解质界面的性质进而提高镁空气电... 详细信息

镁空气电池因其高能量密度和环境友好性而备受关注,但镁阳极/电解质界面存在不可逆的电解-沉积、阳极自腐蚀和氢气析出等问题,严重影响电池的稳定性、安全性、寿命和功率密度。电解质调控是改善阳极/电解质界面的性质进而提高镁空气电池的综合性能的重要手段,综述了最近用于镁空气电池的电解质添加剂及新型电解质的研究和开发进展。电解质添加剂涉及无机、有机和复合型三大类,它们可以抑制阳极腐蚀、增强离子电导率、提高阳极效率等;新型电解质主要包括新型水系电解质和凝胶电解质,前者可以削弱析氢等有害副反应,后者可以规避漏液且具有高离子导电率和较低漏电流等优点。未来开发更多新型电解质添加剂及新型电解质是提升镁空气电池性能和稳定性的有效途径。

关键词：镁空气电池界面调控电解质添加剂新型电解质腐蚀析氢

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合金元素V、Cu对含铜钢组织和性能的影响

钢铁钒钛 2024年第4期45卷 129-136页

作者：杨何侯自勇赵俊王亚茹梁杰常智渊张玲黄晓旭钒钛资源综合利用国家重点实验室重庆大学材料科学与工程学院重庆大学轻合金材料国际合作联合实验室

设计了0V1Cu钢、0.15V1Cu钢和0.15V4Cu钢3种含Cu高强钢，研究了V、Cu元素对其组织和性能的影响规律。采用相变热力学与动力学计算、LOM、SEM、TEM及显微硬度测试等系统研究了试验钢相变、显微组织和显微硬度的变化规律。结果表明：3种... 详细信息

设计了0V1Cu钢、0.15V1Cu钢和0.15V4Cu钢3种含Cu高强钢，研究了V、Cu元素对其组织和性能的影响规律。采用相变热力学与动力学计算、LOM、SEM、TEM及显微硬度测试等系统研究了试验钢相变、显微组织和显微硬度的变化规律。结果表明：3种试验钢的Ac1温度在673～675°C；添加1%Cu且V含量由0提高到0.15%时，Ac3温度由769°C升高到775°C；添加0.15%V且Cu含量由1%提高到4%时，Ac3温度由775°C下降到757°C。0V1Cu钢和0.15V1Cu钢热轧态组织均为粒状贝氏体，而0.15V4Cu钢的热轧态组织为马氏体和少量贝氏体，经1 100°C奥氏体化后淬火，3种试验钢组织均为板条马氏体。添加0.15%V以及V和Cu复合添加均可提高试验钢的淬火硬度。其中，0.15V4Cu钢淬火硬度（HV）最高，为597±7，与0V1Cu钢和0.15V1Cu钢相比，分别提高了44和11。以上研究表明，通过调控V和Cu的添加可以实现试验钢热轧及淬火态显微组织和显微硬度的大幅度调控，为新型超高强韧含铜钢的研发提供理论指导。

关键词：含Cu钢 V Cu 相变显微硬度显微组织淬火

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高温连铸坯表面氧化层生长动力学分析

连铸 2024年第3期 58-63页

作者：张晏铭孙攀王志焕龙木军陈登福贾丹彬重庆大学材料科学与工程学院材料与冶金研究室重庆400044 重庆大学高端装备铸造技术全国重点实验室重庆400044

连铸坯表面氧化层对钢产品质量造成了严重的影响,同时给铸坯表面辐射测温带来了不可忽视的误差,为探明高温连铸坯表面氧化层生长规律,通过热重试验研究了X70钢、Y55钢和304不锈钢的氧化动力学和氧化层厚度。结果表明,X70钢的氧化速率在1... 详细信息

连铸坯表面氧化层对钢产品质量造成了严重的影响,同时给铸坯表面辐射测温带来了不可忽视的误差,为探明高温连铸坯表面氧化层生长规律,通过热重试验研究了X70钢、Y55钢和304不锈钢的氧化动力学和氧化层厚度。结果表明,X70钢的氧化速率在1000℃时迅速升高,而Y55钢和304不锈钢的氧化速率在1100℃时迅速升高。X70钢、Y55钢和304不锈钢氧化速率的指前因子分别为e^(10.7)、e^(11.58)和e^(30.15),氧化层表观活化能分别为196879.7 J/mol、207608.1 J/mol和469284.3 J/mol。为了预测板坯表面氧化层厚度,建立了板坯表面恒、变温氧化数学模型。研究结果为连铸工艺过程中氧化层厚度的预测提供了理论依据。

关键词：连铸坯表面氧化层氧化动力学氧化速率扫描电镜表观形貌

结晶器内Ar气泡破碎-聚合和捕获行为的数值模拟

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金属学报 2024年

作者：徐涛邓安元李阳王恩刚东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室东北大学冶金学院钒钛资源综合利用国家重点实验室

为合理控制板坯结晶器内的Ar气泡运动分布，提高气泡对夹杂物的去除效率和减少凝固坯壳对气泡的捕获，本工作针对1300 mm×230 mm的结晶器建立了气泡碰撞-聚合-破碎-捕获模型，分析了拉速、吹Ar量、水口倾角、水口浸入深度对气泡运动、... 详细信息

为合理控制板坯结晶器内的Ar气泡运动分布，提高气泡对夹杂物的去除效率和减少凝固坯壳对气泡的捕获，本工作针对1300 mm×230 mm的结晶器建立了气泡碰撞-聚合-破碎-捕获模型，分析了拉速、吹Ar量、水口倾角、水口浸入深度对气泡运动、分布和气泡被凝固坯壳捕获的规律。结果表明，大气泡主要在水口附近上浮，中等尺寸气泡在远离水口区域上浮，多数小气泡在窄面附近上浮，少数小气泡会运动到结晶器深处被凝固坯壳捕获，造成铸坯质量缺陷。水口浸入深度主要影响气泡的分布，吹Ar量和水口倾角主要影响气泡直径及气泡数量，拉速对气泡的分布和气泡数量及气泡直径都有影响。对1300 mm×230 mm铸坯，拉速为1.4 m/min、吹Ar量为10 L/min、水口倾角为15°和水口浸入深度为180 mm可使气泡在结晶器内具有较好的弥散分布特性，有利于去除夹杂物，提高钢液纯净度，减少凝固坯壳对气泡的捕获，提高板坯质量。

关键词：连铸结晶器 Ar气泡夹杂物凝固坯壳捕获行为