2006年, 第26卷, 第6期　
刊出日期：2006-12-25

  

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综述
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  世界铁矿石资源——开发和利用的趋势

  Olle ?stensson

  矿冶工程. 2006, 26(6): 1-4.

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  过去的几十年里采矿生产率飞速提高,其主要原因是资本密集度的提高和大型高质量矿藏的开采。作为世界采矿工业的一部分, 铁矿石生产也遵循了类似的发展路线。钢铁生产的科技进步提高了对铁矿石质量的要求, 并迫使矿石生产商降低铁矿石中杂质的含量, 提高全铁品位。这样的发展对澳大利亚、巴西和印度的铁矿石生产商来说非常有利。中国的铁矿石生产商生意兴隆, 因为他们占有地利(与快速扩张的中国钢铁工业距离更近)。按照已知的产能扩张计划, 铁矿石供应的紧张形势可能在2008年结束。这对不同生产商的影响是不一样的, 影响的大小取决于运费率和合同价格的精确组合。中国生产商与澳大利亚、巴西的大生产商是利益相背的。
采矿
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  低渗透性矿堆浸孔隙率改善研究

  吴爱祥, 张杰, 江怀春

  矿冶工程. 2006, 26(6): 5-8.

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  通过孔隙率测定实验和柱浸实验, 探讨了孔隙率与矿堆内部各粒级之间的内在联系, 分析了浸出过程中孔隙率变化的机理, 提出了改善孔隙率的新方法。研究结果表明: 在-0.1, 0.1～0.2,0.2～0.4,0.4～0.7,0.7～2.0,2.0～4.0,4.0～8.0,8.0～10.0 mm 8个粒级中, 0～0.1 mm粒级物料(俗称含泥量)对孔隙率的影响最为显著; 平均粒径与孔隙率存在一定关系; 孔隙率变化机理与堆内微小颗粒含量变化十分密切; 垫层通透性的提高和应力波的运用有利于孔隙率状况的改善。
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  桩底沉渣与桩周泥皮对大直径钻孔灌注桩竖向承载力的影响分析

  喻小明, 潘军, 杨年宏, 李彬

  矿冶工程. 2006, 26(6): 9-12.

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  采用有限元数值模拟的方法计算大直径钻孔灌注桩的极限承载力, 对桩底沉渣厚度改变、桩周泥皮厚度变化对单桩极限承载力的影响进行了计算分析, 指出了控制沉渣、泥皮厚度的重要性, 提出了控制沉渣与泥皮厚度的具体措施。
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  尾矿坝安全监测阈值及监测实例

  贺跃光, 方武生, 曾向农

  矿冶工程. 2006, 26(6): 13-15.

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  影响尾矿坝安全监测阈值设定的因素为: 安全监测的测量中误差, 坝体变形趋势线的形状, 潜在滑动与破坏的模式。针对尾矿坝工程的特点及尾矿坝监测的目的, 结合工程实例, 同时探讨了尾矿坝安全监测测点的埋设、监测方法与要求及监测制度。
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  红砂岩粗粒土流变机理试验研究

  陈晓斌, 张家生, 安关峰

  矿冶工程. 2006, 26(6): 16-19.

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  对风干的红砂岩粗粒土及饱水红砂岩粗粒土进行了压缩试验、剪切试验和压缩流变试验研究, 针对每组试验进行了试验前后土样的级配分选试验, 以此研究红砂岩粗粒土在不同受力状态、受力时间和不同湿度条件下的颗粒破碎程度, 从粗粒土粗颗粒破碎的角度解释红砂岩粗粒土的流变机理以及水对红砂岩粗粒土流变影响。试验结果表明, 水和应力状态对红砂岩粗粒土颗粒破碎和流变影响很大, 在压缩流变试验中, 湿土样的破碎指标B_g为145.04,最终流变量为15.5%, 而干土样B_g为88.44, 最终流变量为9.86%, 干土样的破碎率由大到小排列为: 流变试验、压缩试验、剪切试验。最后通过试验研究和理论分析, 将红砂岩粗粒土的流变机理归结为粗颗粒的破碎效应和细颗粒的填充效应, 并将流变过程划分为3个阶段。
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  考虑尺寸效应的裂隙岩体强度损伤力学研究

  王利, 高谦

  矿冶工程. 2006, 26(6): 20-24.

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  根据岩体裂隙网络的层次性分布特点, 研究岩体裂隙分形结构的标度不变区间, 以此划分岩体宏观损伤的不同层次。通过确定相对无损尺度, 利用分形结构的标度不变性, 在连续介质损伤力学框架内, 预测岩体强度损伤, 并根据统计强度理论, 预测在荷载条件下岩体强度的损伤演化。研究表明, 岩体强度的初始损伤及其演化存在一定的尺度效应。
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  基于专家群的矿床经济技术灰关联评价方法

  王贵成, 曹平, 张钦礼

  矿冶工程. 2006, 26(6): 25-27.

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  提出了矿床经济技术评价的灰关联分析法, 运用专家群层次分析法确定权重, 建立了矿床经济技术评价指标体系。将改进的层次分析法和灰关联度有机结合, 避免了单一方法的局限性和片面性。经实例分析, 证明该方法具有一定的可信度和实用价值。
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  水电站深部洞室群应力恶化效应初探

  王成虎, 何满潮

  矿冶工程. 2006, 26(6): 28-31.

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  结合新疆某水电站的深部洞室群稳定性研究工作, 利用三维弹塑性有限元方法, 详细研究了水电站3个洞室的应力场在开挖过程中的变化规律, 发现了“洞室群应力恶化效应”, 即后期的洞室施工对邻近洞室的应力场有恶化效应, 加剧了前期开挖洞室的应力集中。这一规律的发现将对深部洞室群稳定性控制具有非常深远的意义。
选矿
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  綦江铁矿焙烧-磁选-阴离子反浮选试验研究

  王秋林, 陈雯, 余永富, 严小虎

  矿冶工程. 2006, 26(6): 32-34.

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  针对述綦江铁矿的矿物特征, 确定了该矿的磁化焙烧制度。对焙烧矿进行弱磁选获得TFe品位60.03%的焙烧磁铁精矿, 对焙烧磁选精矿进行阴离子反浮选试验, 结果表明, 采用捕收剂HOSS进行阴离子反浮选试验, 可得到TFe品位60.84%、回收率86.99%的铁精矿, 为科学、合理、有效开发利用綦江铁矿资源开辟了一条新的途径。
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  多孔吸附材料对钙离子的吸附研究

  湛含辉, 罗彦伟

  矿冶工程. 2006, 26(6): 35-38.

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  比较了活性炭、5A沸石和13X沸石3种多孔吸附材料对钙离子的吸附效果, 探讨了吸附时间、吸附材料用量、流体剪切力和溶液pH值对吸附效果的影响, 并分析了3种吸附材料对钙离子吸附效果差异的原因, 为更好地应用吸附法去除废水中的钙离子奠定基础。
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  磁黄铁矿和黄铁矿的生物浸出研究

  刘晓荣, 姜圣才

  矿冶工程. 2006, 26(6): 39-42.

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  研究了磁黄铁矿和黄铁矿的细菌浸出脱硫。研究表明, 酸性溶液中磁黄铁矿比黄铁矿更容易溶解, 其浸出脱硫率比黄铁矿的高。细菌的氧化作用使磁黄铁矿和黄铁矿的脱硫率明显升高, 且随浸出时间的增长,脱硫速度也明显加快。磁黄铁矿细菌浸出的最大脱硫率达65.65%, 比无菌浸出时提高了23.57个百分点; 而黄铁矿细菌浸出的脱硫率最高达50.49%, 比无菌浸出时提高了17.29个百分点。生物浸出磁黄铁矿的过程中存在细菌的直接作用。
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  改性铝土矿浮选尾矿处理含Cr(Ⅵ)废水的试验研究

  兰叶, 王毓华, 李艳

  矿冶工程. 2006, 26(6): 43-46.

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  以铝土矿尾矿为原料, 氯化铁为改性剂, 制得改性尾矿, 用其吸附高浓度含Cr(Ⅵ)溶液中的Cr⁶⁺。试验表明, 在环境温度为30 ℃, 改性尾矿投加量为0.2 g/mL, pH值为3.52条件下, 对Cr(Ⅵ)含量为150 mg/L的溶液,Cr(Ⅵ)去除率可达到90.9%。改性尾矿对Cr₂O₇^2-的吸附复合Langmuir方程和Freundlich方程。
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  云锡锡铜共生矿二、三段磨矿中钢球尺寸的选择

  肖庆飞, 石贵明, 段希祥

  矿冶工程. 2006, 26(6): 47-48.

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  用工业试验验证了实验室钢球尺寸优化的结果, 表明云锡公司选矿厂磨矿采用的80 mm钢球偏大, 精确化的钢球尺寸应为15～30 mm。钢球尺寸精确化后能提高细磨效率, 改善产品特性, 二、三段磨机技术效率提高均在15个百分点以上; 钢球消耗大幅度下降, 二、三段钢球单耗分别下降31.94%及28.87%; 回收率及精矿品位均提高3个百分点左右。工业试验表明, 钢球尺寸精确化对锡铜共生矿细磨是行之有效的。
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  硫酸渣磁铁精矿球团试验研究

  朱德庆, 李建, 潘建, 徐小锋, 翟勇, 唐艳云, 崔瑜

  矿冶工程. 2006, 26(6): 49-52.

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  对某地低品位硫酸渣经还原焙烧-磁选所得磁铁精矿进行了球团试验研究, 结果表明, 该磁铁精矿添加1.5%的湖泗膨润土, 在造球时间10 min、生球水分16.8%的条件下, 得到生球落下强度5.3 次/0.5 m、抗压强度31.55 N/个、爆裂温度435 ℃的良好指标; 球团在预热温度900 ℃、预热时间10 min、焙烧温度1 200 ℃、焙烧时间15 min的条件下固结, 成品球团抗压强度可到达2 871 N/个, 还原度为83.38%, 还原膨胀指数为17.86%, 低温还原粉化指数RDI_-3.15 6.12%。研究结果证明, 使用该磁铁矿完全能生产出可供高炉使用的优质氧化球团, 既扩大了钢铁企业原料来源, 又综合利用了硫酸渣中的铁资源, 具有重大的环保效益。
冶金
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  片状超细α-Al₂O₃的制备研究

  肖劲, 万烨, 李劼

  矿冶工程. 2006, 26(6): 53-56.

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  利用高能球磨对液相沉淀法合成的前驱物碱式碳酸铝铵(AACH)进行处理, 研究了高能球磨对AACH晶型转变的影响, 以及球磨条件对片状超细α-Al₂O₃粉末物理化学性能的影响。运用XRD、激光粒度分析仪、SEM等多种现代分析检测技术对粉体的性能进行了表征。结果表明: 高能球磨能显著降低AACH完全转变为α-Al₂O₃的温度, 在以无水乙醇为球磨介质, 球磨转速为300 r/min, 球料比为20∶1, 球磨时间为4 h的条件下, 能得到无团聚、粒径为2 μm左右, 片层厚度为0.3 μm左右的片状超细α-Al₂O₃粉末。
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  有机蒙脱石的结构研究

  吕宪俊, 宋美宁, 邱俊

  矿冶工程. 2006, 26(6): 57-61.

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  分析了有机蒙脱石的结构形成机理, 首次将有机阳离子改性剂在介质中的存在状态引入有机蒙脱石的结构形成机理分析, 提出了有机蒙脱石结构形成的动态模型, 应用该动态模型系统地阐述了不同改性阶段有机蒙脱石产品的结构特点。
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  BP神经网络在湿法炼锌浸出工艺中的应用

  吉庆锋, 李先柏, 杨小中, 廖舟, 许彬, 马荣骏

  矿冶工程. 2006, 26(6): 62-64.

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  针对湿法炼锌浸出工艺中影响生产的因素, 利用BP神经网络技术和自适应变步长学习函数构造了一种新的神经网络模型, 提高了训练速度, 增强了网络的稳定性。结果表明, 该模型能比较准确的预测浸出率和终酸浓度。
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  表面活性剂在干燥中控制粒子团聚的机理

  张玉敏, 刘桂华, 尹周澜

  矿冶工程. 2006, 26(6): 65-67.

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  以中和沉淀法制备超细氢氧化铝粉, 通过粉末的粒度分析和粒子数的计算, 研究了干燥时表面活性剂对超细粒子团聚的影响规律。结果表明: 若不加表面活性剂, 粒子团聚严重, 小于0.2 μm的粒子消失, 粒子总数减少了99.9%, 干燥后粉体表面孔径分布不均匀, 粒子易成快。加入表面活性剂后, 细粒子团聚程度降低, 粒子总数减少小于30%, 干燥后粉体气孔发达, 分布均匀。N₂吸附-脱附曲线和SEM分析结果表明, 加入表面活性剂后, 由于表面活性剂吸附在界面上, 影响了粒子表面性质, 影响粉体中孔的结构和大小, 从而导致了毛细管力的变化, 影响了粒子间氢键及架桥氢键的生成, 继而抑制了粒子的团聚。
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  配位沉淀-直接还原法制备球形超细镍粉

  李铁晶, 张传福, 湛菁, 邬建辉

  矿冶工程. 2006, 26(6): 68-72.

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  以碳酸氢铵为沉淀剂、氯化镍为原料、氨为配位剂, 用配位沉淀法制备球形镍粉前驱体沉淀, 再于氢还原气氛中直接还原前驱体制备球形超细镍粉。系统地研究了前驱体制备过程中反应物浓度、pH值、添加剂、温度和直接还原过程中反应温度、还原气氛对镍粉形貌及粒度的影响。实验结果表明: 在Ni²⁺浓度为0.8 mol/L, pH值为7.5, 反应温度为室温, 添加剂PVP添加量为1%的条件下可制备出类球形、形状较规则、分散性好的镍粉前驱体; 将球形的、分散性好的前驱体粉末在350～400 ℃的N₂和H₂混合气氛中进行还原即可得到分散性好、纯度高的超细金属镍粉。
材料
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  AZ91镁合金带材挤压过程数值模拟与实验研究

  胡文俊, 李落星, 李光耀, 钟志华

  矿冶工程. 2006, 26(6): 73-76.

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  采用三维有限元模拟和实验验证相结合的方法, 研究了AZ91镁合金带材高温挤压变形规律。研究结果表明, 通过三维有限元模拟能够真实地揭示镁合金挤压变形各阶段挤压力的变化趋势和挤压出口温度的演变, 模拟计算结果和实验测量值非常接近。通过对制品的表面质量和组织、性能研究发现, 制品的表面质量和组织、性能主要取决于出模口处的最高温度和应力状态。制品的表面质量和组织、性能随挤压出口温度的下降而提高。
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  粉末注射成型充填过程数值模拟

  李茂, 周孑民, 梁叔全

  矿冶工程. 2006, 26(6): 77-80.

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  基于Hele-Shaw流动的近似描述, 采用有限元／有限差分混合法求解粉末注射成型充填过程, 有限元法处理中面离散求解, 厚度方向则使用有限差分法, 运用控制体积法追踪运动边界, 压力方程和能量方程顺序求解, 实现了复杂型腔多种浇口充填过程温度场、压力场和速度场以及运动前沿的数值仿真分析, 得到了较有价值的流场数值分析结果。
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  不同致密度的MoSi₂材料在1 200 ℃的循环氧化特性

  颜建辉, 张厚安, 李益民, 唐思文

  矿冶工程. 2006, 26(6): 81-83.

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  利用热重分析法和SEM, X射线衍射考察了不同致密度的MoSi₂材料在1 200 ℃的循环氧化行为。研究结果表明: 不同致密度的MoSi₂均未发生“Pesting”现象, 致密度和“Pesting”现象无本质关系。低致密度MoSi₂材料在0～1h和1～480 h阶段, 氧化动力学曲线基本呈直线, 而高致密度的材料氧化动力学曲线近似抛物线。氧化480 h后, 最小致密度(78.6%)试样和最高致密度(94.8%)试样增质分别为10.39 mg/cm²和 0.135mg/cm²。高致密度MoSi₂材料优异的抗氧化主要归因于其生成了连续致密的保护膜, 阻止了氧化的进一步发生。氧化层相组成由表至里按照SiO₂→Mo₅Si₃→MoSi₂逐渐演化。
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  真空热处理对钛合金基体/NiCrAlY涂层组织结构及元素扩散行为的影响

  彭小敏, 夏长清, 孙振起

  矿冶工程. 2006, 26(6): 84-87.

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  采用电弧离子镀(AIP)技术在钛合金基体表面沉积制备了NiCrAlY涂层。通过SEM与能谱分析、XRD分析研究了真空热处理钛合金基体/NiCrAlY涂层界面显微组织的变化和元素扩散行为。结果表明: 从650 ℃开始, NiCrAlY涂层和钛合金基体就有明显的界面反应, 随着温度的升高, 界面分层并加厚, 同时出现Kirkendall空位带, 导致涂层退化。NiCrAlY涂层在650 ℃真空热处理后发现析出γ'-Ni₃Al相, 在1 050 ℃时发现只有CrTi₄相。在750 ℃温度下主要发生了Ti, Ni元素的扩散, Cr元素在870 ℃开始扩散并参与界面反应, 当温度升高到950 ℃时, Ni、Ti、Al、Cr各元素的扩散现象都很明显, Ni元素在涂层聚集的现象消失。
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  两种钢在腐蚀环境中的冲击磨损对比研究

  杜晓东, 丁厚福, 崔方明

  矿冶工程. 2006, 26(6): 88-91.

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  在冲击腐蚀磨损条件下研究了中碳合金钢、低碳高合金钢磨损特性和机理。结果表明, 2.0 J冲击功条件下, 中碳合金钢、低碳高合金钢均以浅层剥落为主, 抗冲击腐蚀磨损性能相近; 2.7 J冲击功下, 中碳合金钢以深层剥落为主, 低碳高合金钢以浅层剥落为主, 磨损失重小; 中碳钢剥落裂纹起源于表面; 低碳高合金钢剥落裂纹起源于亚表层, 腐蚀对其裂纹形成乃至剥落无明显作用。
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  AM60镁合金的高温热压缩流变应力行为的研究

  张昊, 张辉, 陈振华, 傅定发, 夏伟军

  矿冶工程. 2006, 26(6): 92-94.

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  在Gleeble-1500热模拟机上对AM60镁合金在应变速率为0.0005～0.5 s^-1、变形温度为250～450 ℃条件下的流变应力行为进行了研究。结果表明: AM60镁合金热压缩变形的流变应力受到变形温度和应变速率的强烈影响, 可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述。在本实验条件下, AM60镁合金热压缩变形时的应力指数n为7.2, 其热变形激活能Q为190 kJ/mol。
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  β-型碳化硅晶须与颗粒的制备及特性表征

  彭龙贵, 王晓刚, 杨晓凤, 华小虎, 曾志飞

  矿冶工程. 2006, 26(6): 95-98.

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  采用气(V)-液(L)-固(S)反应法(简称VLS法), 用廉价的煤、石英、石油焦、石墨等为原料在无限微热源炉中成功合成出具有高强度、高硬度和高结晶性能的碳化硅材料; 该材料可广泛用作耐磨材料, 耐高温材料, 半导体电子材料以及航天航空所需的增强增韧型特种复合材料。并运用SEM, XRD, Zeta等分析测试技术对SiCw和SiCp的形态、显微结构和Zeta电位等性能进行了研究。
企业经济与管理
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  矿产资源企业动态选择投资战略类型的方法

  陈顺良

  矿冶工程. 2006, 26(6): 99-101.

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  根据影响企业投资战略选择的15项因素变量, 建立聚类测度函数, 用层次分析法(AHP)确定指标权, 最后根据战略稳定性原则构造动态选择模型来探讨企业投资战略的选择问题。
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  湖南现代制造业的现状及发展对策研究

  唐健雄, 王昶

  矿冶工程. 2006, 26(6): 102-104.

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  湖南制造业正面临全球制造产业转移的浪潮及国家实施中部崛起战略的有利契机。通过分析湖南制造业的现状及存在的问题, 提出了加快湖南现代制造业的发展对策。