研究论文

• 微量Cu对Al-Mg-Si合金烤漆硬化行为及力学性能的影响

  程大航;刘贞山;陈凯欣;赵经纬;史晓成;庄林忠;

  本文利用金相显微镜（OM）、透射电子显微镜（TEM）及拉伸测试研究了不同Cu元素含量对Al-Mg-Si合金的析出行为和力学性能的影响，并结合差示扫描量热仪（DSC）对析出相的激活能进行定量计算，并通过硬度测试实验加以验证。结果表明，添加Cu元素可以促进β″相的析出，含Cu合金的析出相的数量密度更高且尺寸更细小。T4P态Base合金、 0.1%Cu-added合金及0.2%Cu-added合金的屈服强度差异较小，经过185℃×20 min的烤漆时效处理后，随着Al-Mg-Si合金中添加Cu含量的增加，合金的烤漆硬化能力得到提高，Base合金、 0.1%Cu-added合金及0.2%Cu-added合金的强度增量（??R_(p0.2)）分别为87, 91和104 MPa。基于DSC分析计算出Base合金、 0.1%Cu-added合金及0.2%Cu-added合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能（Q）分别为68.28, 63.48和55.42 kJ·mol~(-1)，并建立了可预测合金中β″相析出速率的动力学方程；同时添加Cu元素可有效促进合金时效过程中β″相的形核率，致使合金的硬度更高，硬度增速更快。

  2026年02期 v.50;No.359 159-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1197K]
  

• Sn/Sc微合金化对Al-Mg-Si合金热处理工艺、微观结构和性能的影响

  付远洋;潘帅;吴进;朱勇杰;张德宇;王斌;王征;孙啸飞;王双宝;

  由于高的强度/重量比、良好的可加工性和相对低的成本，时效硬化型6000系Al-Mg-Si合金是当前汽车结构件轻量化的首选材料之一。微合金化和热处理工艺优化是调控铝合金性能的有效方法。本文利用显微硬度、晶间腐蚀、电化学腐蚀、电导率测试、扫描电镜（SEM）以及透射电镜（TEM）等研究了Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Sn和Al-Mg-Si-Sn-Sc这3种合金在180℃人工时效以前的最优固溶处理参数，以及后续人工峰值时效和过时效对合金性能和微观组织的影响规律。结果表明，3种合金较优的固溶参数为550℃/1 h。在550℃/1 h+180℃条件下，Sn加入Al-Mg-Si合金使得其耐腐蚀性能降低，Al基体晶粒尺寸增加，过时效β″析出相的长度增加。Sc加入Al-Mg-Si-Sn合金使得其耐腐蚀性能提高，Al基体晶粒尺寸降低，过时效β″析出相的长度降低。过时效处理使得合金的晶间腐蚀性能提高，但会使合金的电化学腐蚀性能降低。Al-Mg-Si-Sn-Sc合金中峰值时效β″析出相中有明显的Sn和Sc占位，过时效状态下含Sn和Sc的析出相结构上变得更加无序。

  2026年02期 v.50;No.359 169-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
  

• 轧制温度对Al-Mg-Si-0.1La铝合金组织与性能的影响

  翟鹏飞;邢淑清;李岩;宫美娜;麻永林;

  为了优化热轧工艺制造出高性能的铝合金，本文通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）等表征手段结合室温拉伸实验，研究了热轧温度对Al-Mg-Si-0.1La铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，轧制温度对Al-MgSi-0.1La铝合金的大小角度晶界、再结晶组织分布、局部取向差以及位错密度有很大影响。轧制温度为350℃时，Al-Mg-Si-0.1La铝合金具有91.9%的小角度晶界、 3.3%的再结晶组织而且局部取向差和位错密度达到最大。随着轧制温度从350℃升高到500℃，T6态Al-Mg-Si-0.1La铝合金的晶粒尺寸逐渐增大，长径比呈现先增大后减小的趋势，在350℃获得了细小等轴晶，平均晶粒尺寸为58μm。低温轧制会使Al-Mg-Si-0.1La铝合金基体内部形成大量存储能，经过T6热处理后使晶粒显著细化；同时会使粗大第二相破碎减少，提高了基体内部的均匀性，有利于纳米级强化相析出。在350℃轧制及T6热处理后Al-Mg-Si-0.1La铝合金具有最佳的力学性能，其抗拉强度和延伸率分别为328 MPa和9.3%。

  2026年02期 v.50;No.359 184-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K]
  

• 航空TA18管材退火过程组织及织构演变

  张伟;张兵;王旭峰;周军;刘跃;杨锋;张海芹;

  为阐明TA18钛合金（Ti-3Al-2.5V）管材退火过程组织和织构演变规律，本文选取Φ12 mm×0.9 mm冷轧态及400～700℃×1 h退火态TA18钛合金管材为研究对象，采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了冷轧和退火管材显微组织、晶粒取向及织构演变规律。结果表明：原始冷轧管材具有{0001}基面双峰分布特征，织构以<0001>//径向（ND）为主。TA18钛合金管材在400～600,600～650和650～700℃退火过程中分别发生回复、再结晶以及晶粒长大行为，新的无畸变晶粒在原变形晶粒之间形核和长大，且主要分布在>10°的大角度晶界（HAGBs）上。TA18钛合金管材退火织构演变主要发生在再结晶及晶粒长大过程中，且由3种类型的晶粒取向偏转构成：第Ⅰ类由{0001}■演变为{0001}■，晶粒绕自身c轴旋转30°，基面径向织构取向因子不变；第Ⅱ类由■演变为{0001}■，晶粒c轴向管材ND方向偏转，基面径向织构取向因子增大；第Ⅲ类由{0001}■演变为■，晶粒c轴向管材切向（TD）偏转，基面径向织构因子减小。3种类型织构演变共同作用于退火TA18钛合金管材，导致再结晶退火态管材基面径向织构取向因子与冷轧态和去应力态基本一致。

  2026年02期 v.50;No.359 195-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K]
  

• 适用于切削加工仿真的钛铝合金损伤失效模型

  冯硕;王锦辉;李娜;王利梅;牛金涛;乔阳;付秀丽;王相宇;

  钛铝合金切削加工存在切削温度高，加工表面质量差的问题，有限元仿真是有效的研究方法，但目前缺乏准确的损伤失效模型，影响了切削仿真的精度。本文以Ti-48Al-2Cr-2Nb钛铝合金为研究对象，通过不同温度下的光滑试样和缺口试样的准静态拉伸试验以及动态拉伸试验得到了该材料的失效应变，应力三轴度和应变率，分别拟合得到了材料参数并建立了损伤失效模型；在此基础上，模拟了该材料在干切削、乳化液冷却切削、液氮冷却切削不同冷却条件下的切削过程，发现在切削速度v_c=150 m·min~(-1)时，3种冷却条件下都出现了锯齿状切屑，乳化液冷却条件下的切屑形态锯齿化程度要小于干切削和液氮冷却切削的锯齿化程度，干切削和液氮冷却切削都出现了不同程度的单元切屑，甚至出现断裂，而乳化液切屑依然是连续的切屑状态，没有出现单元切屑。与实际直角切削试验过程中的切屑形态和切削力对比，发现仿真与实际试验中的切屑形态基本一致，切削力的仿真结果与试验结果相对误差在10%以内。

  2026年02期 v.50;No.359 211-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1181K]
  

• AZO/Cu/AZO薄膜的制备及光电性能研究

  张朵朵;林赐荭;梅海娟;龚伟平;

  本文采用磁控溅射技术在玻璃基底上沉积制备了铝掺杂氧化锌（AZO）/Cu/AZO多层结构透明导电薄膜，并研究了AZO沉积气压对AZO/Cu/AZO薄膜组织结构和光电性能的影响。结果表明，AZO/Cu/AZO薄膜呈现出六方纤锌矿结构的ZnO和立方相金属Cu的双相结构，随着沉积气压增加，ZnO的（002）衍射峰强度逐渐降低、半高宽增加，表明薄膜晶粒尺寸逐渐减小，呈现出晶粒细化的趋势。随着沉积气压的增加，粒子间的碰撞增加，膜层粒子的迁移率降低，导致薄膜的结晶度降低，形成致密细小的晶核，表面颗粒稍有增加。另外，随着沉积气压增加，晶粒尺寸减小，薄膜吸收边逐渐向短波方向移动，平均可见光透过率逐渐增加。同时，由于粒子间的碰撞增加导致薄膜内部缺陷增多，从而薄膜电阻率也呈现出逐渐增加的变化趋势。当沉积气压增加到1.2 Pa时，平均可见光透过率最高为76.0%，电阻率为9.2×10~(-4)Ω·cm，薄膜的品质因数达到最高，为1.6×10~(-3)Ω~(-1)，具有最好的综合光电性能。

  2026年02期 v.50;No.359 220-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
  

• 负载姜黄素的纳米组装体关于抗肿瘤的研究

  陈思军;苏拓;唐学成;赵帆;车声雷;余靓;

  姜黄素（Cur），一种天然植物多酚，已被报道具有抗肿瘤治疗特性。然而，由于其水溶性差、稳定性低和生物利用率低，直接使用受到限制。尽管有研究采用了结构修饰和不同的姜黄素负载平台，但在低浓度下仍难以获得良好的肿瘤疗效。因此，本文利用铜硅酸盐纳米材料为载体，负载姜黄素，设计了一种基于姜黄素从抗氧化到促氧化的原位逆转的选择性肿瘤治疗剂（CS@Cur-PEG NAs）。结果发现，这种负载姜黄素的纳米组装体CS@Cur-PEG NAs粒径约为100 nm，且为表面针状空心球形结构。进一步研究发现，CS@Cur-PEG NAs能催化H_2O_2产生O_2以缓解肿瘤缺氧条件，并在肿瘤细胞中降解以释放铜离子和姜黄素。得益于O_2供应，释放的铜离子和姜黄素形成的复合物能够产生单线态氧，并且在细胞层面验证了CS@Cur-PEG NAs能够实现活性氧（ROS）介导的肿瘤治疗。这一创新策略可能为旧药物在其各领域的应用提供一种有效方法。

  2026年02期 v.50;No.359 228-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 1665K]
  

• GeCl₄-H₂体系下锗化学气相沉积热力学研究

  陈凤阳;丁志颖;袁兴平;赵丹;苟清懿;田阳;侯彦青;

  锗是国家重要的战略金属，传统高纯锗生产工艺具有流程长、产品纯度低、能耗高等缺点，四氯化锗氢还原短流程制备高纯锗是最具优势的创新性工艺，因此，本文对四氯化锗氢还原过程热力学进行了系统的研究。为获得GeCl_4-H_2体系下锗化学气相沉积过程的化学反应热力学规律，基于相关热力学数据确定了Ge-Cl-H三元体系中主要存在8种物质，根据相律确定了Ge-Cl-H体系具有5个独立反应。研究了5个独立反应的吉布斯自由能（ΔG_m）和平衡常数（K）与温度的关系，并研究了平衡条件下各组分含量，探究了温度、进料比（、压强（P）等因素对锗沉积率的影响规律。结果表明：当进料比与压强一定时，随温度升高，锗沉积率呈先升高后降低的趋势，当温度为450～500℃时，锗沉积率最大。当温度与压强一定时，进料比越高，锗的沉积率越大。在最佳温度范围内，锗沉积率随压强的增大而减小，而当温度较高时，压强对锗沉积率几乎没有影响，且随着进料配比的增大，增大压强对锗沉积率无影响的温度范围也变大。通过热力学研究，四氯化锗氢还原制备高纯锗的最佳热力学条件为：温度为450℃，进料比为20，压强为0.1 MPa；在此条件下，锗沉积率为36.12%。

  2026年02期 v.50;No.359 241-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K]
  

• 聚磷酸铵在黄铁矿/蛇纹石浮选体系中的分散作用机制

  徐瑞;卢冀伟;谢雨欣;李丽匣;袁致涛;林子钦;

  本文通过矿物浮选试验、沉降试验及扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、 Zeta电位测试、红外光谱（FTIR）及X射线光电子能谱（XPS）等检测手段，研究了聚磷酸铵（APP，聚合度n=30～50）在黄铁矿/蛇纹石浮选体系中的分散行为，并揭示了APP对颗粒间的分散作用机制。结果表明：蛇纹石细粒通过“异质凝聚”作用罩盖在黄铁矿表面，使其表面亲水性增强且难以被捕收剂捕收，显著降低其可浮性；添加APP后，它可以在蛇纹石表面产生化学吸附，使微细蛇纹石颗粒表面电荷由正转负，进而从显负电的黄铁矿表面解吸并分散到矿浆溶液中；浮选试验结果表明，在15 mg·L~(-1)的丁基黄药捕收体系下，当p H为8.5时，添加80 mg·L~(-1)的APP，黄铁矿的浮选回收率高达91.71%，精矿中MgO含量降至4.24%，有效实现了黄铁矿和蛇纹石的浮选分离。

  2026年02期 v.50;No.359 252-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K]
  

综合评述

• 钴酸镍光催化材料研究进展

  李元昊;吴迪;丁彦希;朱忠强;刘剑桥;符策;

  钴酸镍作为一种具有室温磁性、低毒性、高稳定性和易于控制形貌等独特性质的尖晶石型材料，被认为是极具前景的光电反应催化剂，在环境催化和光电催化反应领域具有巨大的应用潜力。近年来，随着研究不断深入，研究学者采用多种方法合成出不同形态的钴酸镍晶体，同时进行掺杂、沉积等调控措施对合成的钴酸镍进行改性，以达到进一步提升催化性能的目的。然而，由于目前合成策略对钴酸镍形貌特征的影响研究缺少系统总结，限制了对其构效关系的理解以及在光催化技术领域的发展应用。因此，本文概述了水热法、均相沉淀法、静电纺丝法、配位共沉淀分解法等合成方法，以期指导钴酸镍可控合成并提升催化效能。此外，未经改性的钴酸镍催化剂的催化活性往往较低，导致光催化效率不能满足实际应用需求，因此，本文还总结了钴酸镍光催化剂不同的改性策略，包括异质结构建、体相掺杂、表面修饰、形貌调控、贵金属沉积等。针对光催化剂大规模使用过程中普遍存在二次污染这一痛点，本文还介绍了钴酸镍光催化剂的磁性回收方法与应用潜力。最后，展望了钴酸镍材料在可见光催化领域未来可能的发展方向以及亟待完善的工作。

  2026年02期 v.50;No.359 262-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
  

• 滑石型钼矿浮选分离研究进展

  缪彦;刘家俊;叶广课;郑宏;张国范;

  随着中国经济持续保持高速增长态势，对钼金属的需求正呈现出日益攀升的趋势。中国优质钼矿资源极为短缺，难选的滑石型钼矿储量巨大，如何实现此类型钼矿的高效回收成为急需解决的问题。本文从晶体结构变化、浮选药剂进展及新型选别工艺分别进行综述，滑石与辉钼矿均是层状非极性矿物，两者可浮性极佳，常规硅酸盐类抑制剂难以对其进行分选。浮选理论研究发现机械碾磨剥蚀作用能改变滑石与辉钼矿界面润湿性，环保型大分子有机抑制剂能实现两者的分选，也将成为未来主要的研究方向。浮选工艺研究方面着重脉石的预先抛废，同时分级粗选-合并精选流程的应用能有效改善钼矿的浮选效果。本文综述了最新的浮选机制研究进展与新型工艺的工业实践，为滑石型钼矿的开发与利用提供参考依据。

  2026年02期 v.50;No.359 285-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K]
  

• 难处理金矿硫脲浸出研究及进展

  陈少达;武彪;温建康;尚鹤;

  随着金矿品位的不断降低及国家对环保要求的日益提高，传统的浸金试剂氰化物由于具有剧毒性，且处理复杂难处理金矿时存在试剂消耗大、浸出速度慢、浸出率低等缺点，在工业应用范围受到限制。硫脲是一种高效、环保、高选择性的非氰金矿浸出试剂，有替代氰化物浸金的广阔应用前景。本文对难处理金矿预氧化-酸性硫脲浸金工艺进行总结，讨论了硫脲浸金机制，从热力学角度阐明了酸性条件下硫脲浸金反应的可行性，对比了不同预处理渣硫脲浸出效果，归纳了浸出过程pH值、硫脲用量、氧化剂用量等因素对浸金过程的影响，总结了酸性硫脲含金贵液中金的回收方法，从氧化分解、杂质配位以及吸附损失方面解释了硫脲浸不稳定的原因，并对硫脲降耗措施进行了总结与展望，为酸性条件下浸金剂研发和工程应用提供指导。

  2026年02期 v.50;No.359 296-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 1012K]
  

• 铀污染土壤修复技术研究进展

  林子欣;周仲魁;王光辉;卢玢宇;张益硕;

  铀（U）是一种独特的金属元素，是核反应的重要燃料。核工业的快速发展对铀资源的需求日益增加，但同时也带来了环境污染问题。铀的开采、加工和使用过程中可能会产生含铀废物和尾矿，这些废弃物如果处理不当，会导致土壤、水体和大气的污染，甚至会损害人体健康。基于此，本文综述了当前针对铀污染土壤修复的最新技术，并阐述了不同修复技术的优缺点。相较于传统的物理化学修复技术，生物修复由于其环境友好性且修复成本低更具有应用前景。重点分析了以生物修复为基础的联合修复技术在修复过程的各种影响因素，如土壤类型、铀形态、有机物及共价离子等。由于真实土壤环境的复杂性，现有土壤修复技术显示出明显不足，鉴于此，未来的研究应着重于更高效、更经济、更环保的新型铀污染土壤修复技术的开发，并在实际应用中不断优化和完善这些技术，以实现铀污染土壤的有效修复和生态环境的可持续发展。

  2026年02期 v.50;No.359 308-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
  

研究简报

• 生物质衍生催化剂的制备及其电催化析氢性能

  黄晶晶;滕万清;杨明;夏艳杰;施慧敏;郭鸿麟;周勤;钟成林;

  近年来，生物质衍生催化材料受到广泛关注。电解水制氢中，Pt作为析氢反应（HER）优异的催化剂，其较高的成本限制了其大规模使用。将生物质与催化剂结合，提高能源利用率的同时，也可以实现优异的HER性能。本文将在含重金属Cd~(2+)污染的土壤里生长的东南景天进行冷冻干燥，在不同温度下碳化后得到生物质衍生碳基材料。结果表明，200Cd-C-600催化剂在–10 mA·cm~(-2)电流密度下表现出179.8 mV的析氢过电位和较低的Tafel斜率，且具有较低的电荷转移电阻；此外，200Cd-C-600催化剂在50 h的稳定性测试中电位变化不大，展现了较好的稳定性。这种生物质衍生的催化剂得益于植物吸收了土壤里的重金属，再经冷冻干燥、高温碳化，形成的纳米颗粒负载在生物质衍生碳上，提供了大量的活性位点。该催化剂制备工艺简单，在净化土壤的同时，实现了生物质资源在新能源领域的高价值利用。

  2026年02期 v.50;No.359 325-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K]
  

• 振动研磨对15%SiC_p/2009Al复合材料性能的影响

  贺艺坤;王巍;张绍利;魏少华;刘彦强;樊建中;

  本文开展了粉末冶金法制备的15%SiC_p/2009Al复合材料的振动研磨实验。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、表面粗糙度仪、维氏硬度计、疲劳试验机等研究了不同振动研磨工艺对材料表面形貌、表面粗糙度、表面维氏硬度、疲劳强度的影响。结果表明，振动研磨可以显著降低材料的表面粗糙度，样品原始表面加工纹路完全消失，试样表面粗糙度受研磨时间和磨料形状的共同作用，经球形磨料处理3 h的试样表面粗糙度从2.46μm下降到0.32μm，降低了87%。球形磨料和斜圆柱形磨料对试样表面维氏硬度均有所提升，斜圆柱形磨料处理后的表面维氏硬度更大，从HV 164.4增加到HV 184.4，提升了12.2%。振动研磨可以显著提升材料的表面残余压应力，未经处理的试样其表面残余应力为-55 MPa，经斜圆柱形磨料处理的试样表面残余应力为-166 MPa，提升了202%。综合实验结果，获得的最佳工艺为：使用斜圆柱形磨料，振动研磨处理3 h，最终疲劳性能为265 MPa，较未处理试样提升了10.4%。

  2026年02期 v.50;No.359 332-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K]
  
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