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有色金属材料与工程

有色金属材料与工程

2025年05期

本刊为工程技术类刊物，主要刊登有色金属冶金及材料领域的新工艺、新技术、新产品、新装备研究开发成果，有色金属及材料生产节能降耗、环境保护、综合利用技术成果；介绍国内外有色金属冶金和材料工程的学科发展，有色金属产业现状、技术发展动态和产品应用市场趋势。面向国内外高等院校教师、研究生及其科研院所、企事业单位的科研人员。

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能源材料 | 六边形 Zn 纳米片电催化 CO₂ 制备合成气

能源材料 | 六边形 Zn 纳米片电催化 CO₂ 制备合成气

摘要：合成气（ CO+H₂ ）是费托合成的主要原料，但其传统制备方式高度依赖化石能源，导致大量温室气体排放。利用可再生能源驱动 CO₂ 电催化还原制备合成气，为实现碳中和目标提供了有效途径。然而，尽管已有大量研究探讨不同催化剂对反应的影响，但在单一催化剂表面实现CO与 H₂ 物质的量比的有效调控仍是一项重要挑战。采用电沉积结合预还原的方法，在碳布基底上成功制备了具有六边形纳米片结构的自支撑 Zn 基催化剂（ R-Zn₂/CC ），并对其电催化 CO₂ 还原反应（electrocatalytic CO₂ reduction reaction, CO₂RR ）性能进行了研究。结果表明，该催化剂呈现规则的六边形纳米片形貌，且具有较快的电子转移速率，这有利于 CO₂ 的活化，进而提升其催化活性。此外，在 -0.95V （vs.RHE）的电压下，该催化剂上合成气的选择性超过 90% ，且通过调控外加电压，可实现CO与 H₂ 的物质的量比在0.80至2.10之间连续可调。
医用材料 | 钛合金梯度锶掺杂ZIF-8膜层的合成及抗菌性能研究

医用材料 | 钛合金梯度锶掺杂ZIF-8膜层的合成及抗菌性能研究

摘要：为了赋予钛合金促成骨和抗菌能力，首先通过水热法在纯钛表面制备了 TiO₂ 纳米棒（ TiO₂ nanorods，TN）膜层，然后合成了锶掺杂的 ZIF-8（Sr-ZIF-8），并将两者结合制备出TN/Sr-ZIF-8复合膜层。研究发现：锶的掺杂浓度会影响ZIF-8的形貌，但不改变其物相构成。电化学测试结果显示，锶的掺杂提高了膜层在模拟体液中的耐腐蚀性能。金属离子在模拟体液中可实现长时间释放，且在不同 pH 条件下释放速率不同，说明ZIF-8具有 pH 响应性。体外矿化试验表明，膜层诱导羟基磷灰石的能力与锶的掺杂浓度呈正相关。此外，体外抗菌试验显示，ZIF-8对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有抗菌效果，抑菌率分别为 72.4% 和 48.3% 。
医用材料 | 无铅卤化物钙钛矿在生物医学领域的研究进展

医用材料 | 无铅卤化物钙钛矿在生物医学领域的研究进展

摘要：卤化物钙钛矿因具有出色的光学与电学性能，成为极具潜力的光电材料，目前已在光伏、光电传感、生物成像等领域被广泛研究。但该类材料因含有有毒铅离子和环境敏感性较差，严重制约了其在生物医学领域的应用拓展。全面梳理了无铅卤化物钙钛矿在生物医学领域的重要价值，剖析了其在生物成像中的具体应用机制，探讨了该类材料在抗癌治疗领域（如光动力治疗、放疗）及构建联合治疗平台中的发展。最后，展望了无铅卤化物钙钛矿在生物医学领域未来的应用方向。
金属基复合材料 | 激光熔覆沉积新型亚稳β钛合金变形机制研究

金属基复合材料 | 激光熔覆沉积新型亚稳β钛合金变形机制研究

文章编号：2096-2983（2025）05-0029-13 DOI： 10.13258/j.cnki.nmme.20240402003 引文格式：唐子浩，杨义，等．激光熔覆沉积新型亚稳 β 钛合金变形机制研究[J]：有色金属材料与工程，2025，46（5）：29- 41.DOI： 10.13258/j.cnkinmme.20240402003.LIU Jiaxuan，TANG Zihao，Y
金属基复合材料 | AZ31B镁合金表面新型稀土铈化学转化涂层的结构与性能

金属基复合材料 | AZ31B镁合金表面新型稀土铈化学转化涂层的结构与性能

摘要：镁合金因其密度低、强度高等特性，被广泛应用于工业和生物医学领域，但较差的耐腐蚀性限制了其实际应用。提出采用含 K₃Fe(CN)₆ 和 Ce(NO₃)₃ 的转化溶液在AZ31B镁合金表面制备稀土转化涂层，并引入植酸预处理对稀土转化涂层进行性能改善。扫描电子显微镜分析结果表明，稀土转化涂层表面均匀且无明显微观裂纹。电化学测试结果表明，当转化溶液为 0.1mol/L Ce(NO₃)₃ 和 0.1mol/LK₃Fe(CN)₆ 的混合溶液时，制备的稀土转化涂层性能最好，其腐蚀电势为-0.992V ，腐蚀电流密度低至 1.398×10^-9A/cm² ，比空白镁合金的腐蚀电流密度（ (1.802×10^-4A/cm² ）降低了约5个数量级。试验结果表明，所制备的稀土转化涂层体系［特别是转化溶液为 0.1mol/L Ce(NO₃)₃ 和 0.1mol/LK₃Fe(CN)₆ 的混合溶液时所制备的稀土转化涂层]展现出优异的耐腐蚀性能。
金属基复合材料 | 金属Fe³+掺杂对二维CuCrP₂S₆单晶结构与磁性影响的研究

金属基复合材料 | 金属Fe³+掺杂对二维CuCrP₂S₆单晶结构与磁性影响的研究

摘要：掺杂改性作为调控材料结构与性能的常用方法，在材料科学研究中具有重要意义。采用化学气相运输（chemicalvapor transport，CVT）法成功制备了二维 CuCrP₂S₆ 单晶，并利用多种测量手段研究了金属 Fe³⁺ 掺杂对其单晶结构与室温磁、电性质的影响，并进一步讨论了其性质变化的可能原因。结果表明：用 5% 物质的量分数的金属 Fe³⁺ 取代 Cr³⁺ 时，样品保持了 CuCrP₂S₆ 的空间群，并未发现杂质相。掺杂后金属 Fe³⁺ 顺利进入 CuCrP₂S₆ 的晶格并引起其膨胀和 Cr/Fe?S 八面体的结构畸变，但未改变其分子振动模式。金属 Fe³⁺ 掺杂也未改变材料的室温顺磁性，仅引起磁化率的略微提升。此外，在样品中也未观察到明显的室温铁电性。
金属基复合材料 | 塑性变形工艺对AI-Si-Cu-Mg合金微观组织及力学性能的影响

金属基复合材料 | 塑性变形工艺对AI-Si-Cu-Mg合金微观组织及力学性能的影响

摘要：为开发高强度铝合金，对比研究了热挤压单一塑性变形、“热挤压 .+ 热轧制”复合塑性变形对 Al-9.8Si-1.85Cu-0.4Mg 合金微观组织及力学性能的影响。结果表明，相较于单一塑性变形，复合塑性变形制备的合金具有更高的强度，其屈服强度和极限抗拉强度分别达到（ 209±11.9 ）MPa和 ( 277.1±6.6 ） MPa ，增幅分别为 45.0MPa 和 69.0MPa 。强度提升主要得益于复合塑性变形合金具有更强的第二相强化、细晶强化及加工硬化效应。经固溶处理（ 495^°C×8h+525^°C×4h 与时效处理（ 175^°C×8h ）后，复合塑性变形合金的屈服强度和极限抗拉强度进一步提高至（ 311.3± 8.7）MPa和（ $3 8 1 . 1 { \pm } 1 3 . 7 \ \$ ） MPa ，此阶段强化机制主要为析出强化。
功能材料 | La/Cl掺杂 CeO₂ 磨料的制备及其抛光性能研究

功能材料 | La/Cl掺杂 CeO₂ 磨料的制备及其抛光性能研究

摘要：为了探究La和Cl掺杂对 CeO₂ 抛光粉抛光性能的影响，采用沉淀法以氯化稀土为铈源，通过改变La的掺杂量及洗涤次数，制备了不同La掺杂量以及在La掺杂量为 35% （物质的量分数）基础上不同Cl掺杂量的 CeO₂ 样品。采用 AgNO₃ 比色法对多次洗涤后样品中的C1含量。结果显示，过滤并洗涤5次后，样品中CI含量趋于稳定，经高温煅烧后得到不同CI掺杂量的CeO₂ 样品。利用多种表征手段对样品结构、形貌和化学性质进行分析。结果表明：所掺杂样品中未产生第二相，保持了 CeO₂ 原有的晶体结构；La的掺杂使 CeO₂ 形貌趋向于片状和颗粒状的混合物，并证实了 La³⁺ 和 Cl^- 成功进入 CeO₂ 晶格。通过抛光试验评价各样品性能，发现仅掺杂 35% La的 CeO₂ 样品具有最平稳、持续的抛光效果，其材料去除率可达到 644.978nm/min 。
环境材料 | 气候变化对水体悬浮颗粒物中重金属影响的研究进展

环境材料 | 气候变化对水体悬浮颗粒物中重金属影响的研究进展

摘要：悬浮颗粒物（suspended particulate matter，SPM）作为水体重金属的重要载体，其无机组分、生物组分及有机质通过吸附与絮凝作用调控重金属在固-液相之间的分配。综述了SPM的组成特征、重金属在 SPM上的吸附-解吸机制及其化学形态与物理分馏规律，揭示了SPM表面羟基、羧基等官能团通过表面络合与离子交换主导重金属的环境行为。进一步探讨了气候变化对SPM中重金属动态平衡的扰动机制：SPM组成演变与水体理化性质变化可改变重金属赋存形态，进而影响其生态风险。未来研究需融合人工智能及多源数据技术，量化极端气候的累积效应，以提升污染风险预测与管控的精准性，为水环境安全提供科学支撑。
生产实践 | 轨道车体用6061铝型材粗晶层研究

生产实践 | 轨道车体用6061铝型材粗晶层研究

摘要：采用光谱分析仪、宏观金相腐蚀装置、压力试验机、电子万能试验机等设备，通过宏观金相分析、断口形貌表征与力学性能测试，研究轨道车体用6061铝型材的组织与性能之间的关系。研究结果表明：6061铝型材试样横向截面上沿周边出现粗大再结晶晶粒组织区，变形量较大的部位和熔合口处晶粒粗化现象尤为显著；其熔合口处晶粒相互犬牙交错、组织不致密且形成分层，相邻熔合口处断口呈凹凸纤维状与颗粒锯齿分层状共存形态；试样1相邻熔合口处规定塑性延伸强度较熔合口处规定塑性延伸强度提高 11MPa ，其相邻熔合口处抗拉强度与熔合口处抗拉强度基本保持稳定；随断口粗晶层厚度的增大，6061铝型材试样断后伸长率逐渐降低。

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医用材料 | 无铅卤化物钙钛矿在生物医学领域的研究进展

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