- 陆晓杰;陆恒昌;雷凯;贾来辉;范建文;谢立;董瀚;
为探究稀土添加HRB400E螺纹钢连铸坯在加热过程中夹杂物的演变规律，本研究通过扫描电镜(SEM)和夹杂物自动分析系统(OTS),对比分析了未精炼直接加稀土与过钢包精炼炉(Ladle furnace,简称LF)精炼再加稀土的连铸坯中夹杂物的类型、尺寸、分布及加热后的变化行为。结果表明，LF精炼显著降低了钢中硫含量(从0.032%降至0.007%),MnS面积占比(夹杂物面积/扫描视场面积)由0.092%下降至0.010%;加热后，未精炼加稀土的钢中MnS上升显著，过LF精炼再加稀土的钢中MnS略微上升，表明LF精炼可有效缓解MnS的粗化趋势。加热过程中，未精炼试样中氧化物类夹杂物(如稀土氧化物、硅酸盐)显著粗化，而精炼试样中夹杂物长大倾向降低。LF精炼通过优化夹杂种类、细化尺寸及均匀分布，可提升稀土螺纹钢的综合性能。
2025年06期 v.46;No.281 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 2062K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：25 ] - 刘玉宝;张全军;黄海涛;薛飞;孔钦可;孙硕怡;呼斯乐图;
镨钕金属是制备钕铁硼磁体重要的前驱体原材料，其制备方法主要以熔盐电解法为主。现阶段熔盐电解生产镨钕金属过程中，出金属大部分以人工勺舀或提埚法为主，工人劳动强度大，难以满足国家对稀土行业实现智能制造的高标准要求，同时也难以满足先进材料对镨钕金属高品质的要求。本研究依据真空吸铸原理，设计组装了完整的真空吸铸镨钕金属装置。在15 kA稀土电解槽开展了真空吸铸试验，考察了设备的稳定性和适应性，同时着重研究了电解槽温度与真空吸铸过程的交互影响规律，通过与人工勺舀出金属对比，探究了不同出金属方式对镨钕金属质量的影响。通过研究发现，真空吸铸过程对电解槽温度影响小，产品的品质高、杂质含量低、孔隙率低，真空吸铸装置适用于10 kA及以上大型稀土熔盐电解槽。
2025年06期 v.46;No.281 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：148 ] - 李佳东;赵世谦;袁振洛;范燕平;王辉;刘宝忠;
以低压固态储氢为应用场景，针对AB_4型La-Y-Ni基超晶格合金吸/放氢结构失效问题展开研究。通过真空电弧熔炼及淬火工艺，在1170℃得到AB_4型La_(0.4)Y_(0.6)Ni_4单相超晶格合金，该合金具有三方3R-La_5MgNi_(24)型超晶格结构，由[(La_(0.42)Y_(0.58))Ni_5]和[(La_(0.36)Y_(0.64))_2Ni_4]亚单元按照4∶1的比例堆垛而成。在温度为0的条件下，La_(0.4)Y_(0.6)Ni_4单相合金的最大吸氢量为1.54%(质量分数),[(La_(0.36)Y_(0.64))_2Ni_4]亚单元的氢致非晶化导致其可逆放氢量为0.95%(质量分数),较高的放氢平台压力(0.45 MPa)使其在低压固态储氢领域具有较大的应用潜力。
2025年06期 v.46;No.281 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：241 ] - 王玮;刘丽娟;马少博;张旭东;胡文鑫;贺飞羽;
采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和万能拉伸试验机等研究了微合金化La对低压铸造下铸态和固溶+时效处理后的(简称T6态)轮毂A356合金组织和力学性能的影响。结果表明，在添加0.08%La(质量分数)后，轮毂A356合金的晶粒细化较明显，在外轮缘组织中二次枝晶臂间距由27.73μm降低到25.94μm,轮芯处二次枝晶臂间距由49.11μm降低到47.68μm。透射电镜下观测在添加La后，外轮缘组织中的AlSiLa相在β-AlSiFe相的末端生长，可见AlSiLa相能够有效阻碍β-AlSiFe相的生长。而且在T6态下也发现了球状纳米级的AlMgLa相，可以提升合金的力学性能。在铸态下，添加0.08%La后，外轮缘处的屈服强度从132.9 MPa提升至147.09 MPa,提升约10.7%,延伸率从15.72%提升至16.52%,提升约5.1%;在T6状态下，外轮缘处的屈服强度从178.8MPa提升至195.57 MPa;轮芯处的屈服强度从180.19 MPa提升至190.69 MPa。
2025年06期 v.46;No.281 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2007K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：19 ] - 李娟;薛红涛;张志军;常真;汤富领;任军强;卢学峰;李俊琛;
基于高通量第一性原理计算拟合深度势能(DP)模型有望解决稀土铝合金分子动力学模拟过程中势函数稀缺的问题。本文首先使用深度学习方法训练Al-Sc二元势函数，并通过对比DP与DFT的原子间力、能量、能量-体积曲线和弹性模量等对DP势函数的精度进行测试。结果表明，DP预测的原子间力、能量、析出相能量-体积曲线、弹性模量与第一性原理计算结果非常接近，证明本文开发的DP势函数具有较高的精度。在此基础上，使用DP势函数对不同Sc含量的Al-Sc单晶合金进行了单轴拉伸变形研究，发现Al-0.1%Sc(原子分数)合金具有最高的抗拉强度，可为高性能稀土铝合金的成分优化提供参考。
2025年06期 v.46;No.281 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：47 ]
- 朱敬宇;栗帅;苏航;刘聚哲;张一梅;
因电催化尿素氧化反应(UOR)在含尿素废水处理及制氢领域展现出节能环保等优势，受到广泛关注。然而，高效稳定的电催化剂的构建和开发是当前的研究热点和难点。本文通过水热法制备了镍镧层状双金属氢氧化物纳米材料，其呈现了二维纳米片组成的绣球状结构。研究发现，La的掺杂能够降低材料的结晶性并调节Ni的电子结构，导致Ni的电子密度增加。电化学性能测试表明，当Ni和La的摩尔比为1∶0.1时，催化剂展现了最佳的UOR性能，在50 mA·cm~(-2)的电流密度下电位为1.489 V vs.RHE,Tafel斜率低至23.02 mV·dec~(-1),并展现出优异的稳定性和抑制析氧反应的能力。本工作可为稀土掺杂改性电催化材料提供借鉴。
2025年06期 v.46;No.281 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2971K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：52 ] - 马义岚;杨雨晨;马靖威;童张法;廖丹葵;孙建华;
电解槽是氟化物熔盐电解工艺的关键设备，优化其结构可以提升生产效率。基于多物理场耦合效应，采用COMSOL Multiphysics软件模拟，考察阴极插入液面深度和阴阳极极距对电解槽电场及温度场分布的影响，实现对氟化物熔盐电解槽设备结构性能的优化，解决生产过程中电解效率低、能耗高的实际生产问题。研究结果表明，当阴极插入液面深度为440 mm,阴阳极极距为85 mm时，8 kA钕电解槽电流密度可提高到1.48×10~5(A/m~2),金属钕的平均产量可从原有的8.26 kg/h提高到8.43 kg/h,稀土纯度可从99.61%提高到99.73%,每小时平均能耗可降低1.62 kW·h。该研究可为钕电解槽槽型的设计及生产提供技术参考。
2025年06期 v.46;No.281 57-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：26 ] - 任浩冉;王杨;刘中兴;伍永福;王振峰;董云芳;马守营;刘玉宝;
对氧化镧在熔盐中的熔解扩散运动过程进行研究，发现氧化镧下料时间控制在60 s左右基本溶解完成，为最佳下料时间。当下料位置处在阳极缝隙对应区域时氧化镧在熔盐中浓度分布不均匀，容易引起阳极消耗不一致，影响电解。通过氧化镧颗粒的运动分析发现在阳极缝隙附近熔盐形成涡流，导致此处氧化镧浓度大于其他位置，加剧阳极消耗。通过多次实验发现四侧对称下料方式可使氧化镧在电解区域得到充分运动，有利于电解。研究结论对优化电解槽下料位置，具有一定的参考价值。
2025年06期 v.46;No.281 67-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：13 ] - 廖辉宝;孙言;万川;高原;李娜;张德富;刘衍源;陈希泉;
前人对赣南石头坪重稀土矿区下坪石英二长斑岩研究相对薄弱，因此对其开展地球化学、年代学及Lu-Hf同位素分析，揭示岩体成因类型、岩浆源区性质及构造环境。岩石地球化学显示，SiO_2含量为62.46%～64.55%,全碱(K_2O+Na_2O)含量为8.13%～8.61%,贫MgO、CaO、TFeO,A/CNK值为1.03～1.15,富集Ba、K、La、Nd、Zr、Gd,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti。轻稀土富集，重稀土亏损，LREE/HREE为10.54～14.92,配分模式为右倾型；轻、重稀土元素分馏明显，(La/Yb)_N为14.72～21.46,δEu为1.10～1.31,弱正Eu异常；锆饱和温度为893℃～917℃,Zr+Nb+Ce+Y值572.2×10~(-6)～648.7×10~(-6)。地球化学特征显示A型花岗岩特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明下坪岩体成岩年龄为142.9 Ma±1.6 Ma。ε_(Hf)(t)值为-10.64～-8.06,二阶段模式年龄(T_(DM2))范围为1707 Ma～1871 Ma,岩浆源区为下地壳变沉积岩。综合认为，下坪岩体形成于伸展构造环境，与早白垩世古太平洋板块俯冲后撤至岩石圈伸展有关。
2025年06期 v.46;No.281 75-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3863K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：296 ] - 朱春林;陈炳辉;符加方;于波;司凤霞;李文俊;
以粤北南雄红砂岭区域地表水为研究对象，共采集16个地表水样品，分别采用ICP-MS、ICP-AES和离子色谱法测定样品中稀土元素和主要离子的含量，分析了水中稀土元素的含量及分布特征，并讨论了影响稀土元素分布的因素。结果表明：南雄红砂岭区域地表水样品呈弱碱性，pH范围为7.02～9.46,阳离子以Ca~(2+)为主；稀土元素总量平均值为0.6014 ng/mL,与中国主要河流及地表水体相比，含量偏高。页岩(PAAS)标准化的La/Sm比值大部分小于1,均值为0.74,PAAS标准化稀土配分曲线轻微右倾，中部凸起，水体呈现中稀土元素富集的特征；Ce、Eu表现为负异常而Gd表现正异常；稀土元素总量与pH值具有弱的负相关性，与Fe、Mn元素的含量具有明显的正相关性，推测Fe-Mn胶体或悬浮颗粒的解吸或溶解作用是控制稀土元素行为的主要因子之一。
2025年06期 v.46;No.281 95-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1869K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：42 ] - 郝志军;云慧琴;邢茹;金香;赵建军;
掺杂稀土元素的钙钛矿锰氧化物在磁制冷方面具有巨大的潜力，由于氟利昂制冷剂被禁用，所以绿色环保无污染的磁制冷技术被广泛的研究。本文采用高温固相反应法制备了Pr_((0.87-x))Gd_xCa_(0.13)MnO_3(x=0,0.05,0.10,0.15)系列多晶样品，研究了Gd~(3+)的掺杂量对母相Pr_(0.87)Ca_(0.13)MnO_3样品的结构和磁性的影响。Pr_((0.87-x))Gd_xCa_(0.13)MnO_3(x=0,0.05,0.10,0.15)系列多晶样品的空间点群是正交晶系Pnma,随着Gd~(3+)的掺入，晶格参数a、b、c均在逐渐变小，这是由于Gd~(3+)(0.0938 nm)部分取代了Pr~(3+)(0.099 nm),Gd~(3+)的半径小于Pr~(3+)的半径；该组样品都满足预成型团簇相的典型特征，其磁熵变最大值的绝对值(|ΔS_M~(max)|)分别为4.26962 J·kg~(-1)·K~(-1)(x=0)、4.89822 J·kg~(-1)·K~(-1)(x=0.05)、6.26870 J·kg~(-1)·K~(-1)(x=0.10)、5.92600 J·kg~(-1)·K~(-1)(x=0.15),绝热温度(ΔT_(ad))分别为3.76 K、4.49 K、6.52 K、6.39 K;Arrott曲线的斜率皆为正值，在居里温度T_C附近也是如此，这表明该组样品的顺磁-铁磁转变方式都是二级相变，Pr_(0.87)Ca_(0.13)MnO_3样品和Pr_(0.72)Gd_(0.15)Ca_(0.13)MnO_3样品的相变临界行为更加趋近于平均场模型，Pr_(0.82)Gd_(0.05)Ca_(0.13)MnO_3样品的相变临界行为更加趋近于3D海森堡模型；Pr_(0.77)Gd_(0.1)Ca_(0.13)MnO_3样品的相变临界行为更加趋近于三临界模型。
2025年06期 v.46;No.281 106-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 5452K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：38 ] - 刘璐;孟建卫;刘爱琴;张宁;葛敏;李龙飞;邹佳洁;
稀土元素作为国家战略性矿产资源，是中国土壤背景点位普查项目之一，因此建立快速准确测定土壤及沉积物中稀土元素的分析方法十分重要。提出了硝酸-氢氟酸体系微波消解-电感耦合等离子质谱法测定土壤和沉积物中的稀土元素。实验确定当0.1000 g试样加入3 mL硝酸和2 mL氢氟酸，微波消解仪按程序升温方式(5 min升温至120℃,保持5 min; 5 min升温至150℃,保持5 min; 5 min升温至190℃,保持30 min)可完全消解样品。用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)以Ge、Rh、Re为混合内标，He碰撞模式进行测定。16种稀土元素标准曲线的相关系数均大于0.9997,检出限为0.004μg/g～0.04μg/g。按照实验方法对国家标准物质中的稀土元素进行了测定，测定值与标准值在允许误差范围之内，相对标准偏差(RSD,n=5)为0.62%～4.41%,对数差(ΔlgC)均小于0.06,结果说明本方法准确可靠。
2025年06期 v.46;No.281 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：43 ]