以镁、锌、铝为主要合金元素的应用合金研究进展

以镁、铝、锌为主要合金元素的镁铝合金材料是轻合金的基础,评述了镁合金和铝合金的优缺点及应用概况,介绍了Zn、RE、Mn、Cu等主要元素对合金微观组织、铸造性能、力学性能和抗腐蚀性能的影响。随着轻合金综合性能不断提高和改进,其应用前景更加广阔。     

衡阳盆地红土剖面元素地球化学特征及其古环境意义

为了揭示衡阳盆地红土剖面沉积的古环境信息,对高兴红土剖面进行电子自旋共振(ESR)测年和常量、微量元素测试分析。结果表明:(1)红土剖面常量元素氧化物组成以SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3为主,三者含量总和为89.63%。微量元素Rb、Sr、Ba、Cu含量分别与常量元素氧化物K_2O、MgO、Na_2O、Al_2O_3含量之间表现出显著的正相关性,Na_2O、MgO、K_2O、Al_2O_3含量之间呈显著正相关性,表明它们的活动性相似。(2)高兴剖面绝大多数常量元素氧化物在风化过程中表现为迁移淋失,Fe_2O_3、SiO_2则表现为轻度富集,常量元素的迁移能力大小顺序依次为:K_2ONa_2O MgO Al_2O_3SiO_2 Fe_2O_3。MgO、Na_2O、K_2O、Al_2O_3自剖面底部往上迁移程度逐渐减弱的变化趋势,表明沉积时期气候的湿热程度也逐渐减弱。(3) CIA值、Rb/Sr值从剖面顶部往下呈递增的趋势,而微量元素Rb含量、Sr含量、Sr/Cu值、Sr/Ba值呈现相反的变化趋势。CIA值、Rb/Sr值、Sr/Cu值、Sr/Ba值曲线共同印证了2.23 Ma以来的衡阳盆地气候演化特征,即为由炎热潮湿向温暖湿润方向的变化。     

共沉淀法制备SrAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋发光材料及其性能表征

研究了在液相共沉淀法制备长余辉发光粉体SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+的过程中,原料锶铝比、煅烧温度、保温时间对前躯体和煅烧产物的物相组成以及产物的长余辉性能的影响。采用X射线粉晶衍射仪(XRD)、荧光材料余辉特性测试仪对发光材料的物相组成和性能进行测试表征。研究表明,液相共沉淀法制备长余辉发光粉体SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+的最佳条件为锶铝量比为1∶2,烧结温度1200℃及保温时间为3h;长余辉材料的物相组成以SrAl2O4相为主晶相,并存在富铝相Sr4Al14O25、SrAl4O7和SrAl12O19。     

末次间冰期我国半干旱盆地Rb、Sr的迁移聚集规律与环境演变——以萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面研究结果为例

萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面末次间冰期层系记录了8.5个有风成的古沙丘砂与河湖相和/或古土壤构成的沉积旋回。该层系Rb、Sr元素含量分布具有明显的规律,主要表现为古沙丘砂中的Rb、Sr含量相对迁移,而在上覆河湖相和/或古土壤中相对聚集,构成末次间冰期的Rb、Sr含量迁移与聚集的8.5个元素旋回。研究表明,由Rb、Sr含量变化构成的这些旋回主要是由干冷暖湿气候波动所致。该地末次间冰期层系由上至下可划分为5个层段,即MS1~MS5。Rb、Sr含量在MS1、MS3、MS5和MS2、MS4分别呈现明显的峰态和不同程度的低谷,揭示出前者与后者分别是受到暖湿和干冷气候影响的阶段。据此,可以将 MS1、MS2、MS3、MS4和MS5依次在气候性质和阶段上可与GRIP冰芯和Sulu 海MIS5a、5b、5c、5d、5e诸亚段进行对比。研究亦表明,河湖相和古土壤Rb/Sr曲线却都不尽是峰态,黄土高原Rb/Sr值的气候意义并不完全适宜说明半干旱盆地或洼地的古环境变化。     

海鸟活动在东南极中山站区莫愁湖沉积物中的记录

本文对采自东南极拉斯曼丘陵中山站区的莫愁湖沉积物的元素、氨基酸和Sr同位素组成进行了详细的地球化学分析。结果表明莫愁湖沉积物中Zn、Cu、F、S、P、Se等六种元素具有共同的物质来源,其标型组合特征很可能揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到过企鹅等海鸟粪的影响,沉积物中酸溶相Sr同位素组成则确认了海洋源Sr的生物地球化学转移过程。酸溶相87Sr/86Sr值和研究区的新鲜海鸟粪酸溶相Sr同位素组成基本一致,都非常接近于海洋来源锶同位素组成(87Sr/86Sr=0.7092),并且沉积物中的生物元素Zn、Cu、F、S、P、Se含量和酸溶相Sr浓度具有非常高的统计相关性。酸溶相的87Sr/86Sr比值和反映湖泊中藻类等生物自然生成量的氨基酸含量表现出明显的负相关关系,进一步揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到企鹅等海鸟活动的影响。上述研究结果为更深入地研究该地区的生态、气候和环境的演变历史及其相互作用提供了有价值的参考资料。     

锂合金的电解制备及性能研究Ⅱ.：锂铝合金的循环效率和稳定性

室温下LiAl合金是在LiClO_4有机溶液中于不同的Al基质上制备的。本工作研究了Li在LiAl合金上的循环效率,发现在Al_2基质上形成的LiAl合金的循环效率高达98.7％,研究了在各种条件下LiAl合金的稳定性。在干燥空气下,合金不仅能长时间保存,而且在25％湿度下放置22小时,损失仅接近于50％。因此,在适当厚度的铝基质上形成的LiAl合金能够在室温二次锂电池中使用。     

新疆孔雀河北岸72～51 ka BP湖相沉积物元素地球化学特征分析

通过对新疆孔雀河北岸LX02剖面湖相沉积物开展光释光和地球化学测试分析,重建了研究区72~51 ka BP的气候变化过程。72.4~66.8 ka BP期间,Al、K、Ti、Fe、Ca、Mg元素含量和烧失量低,Fe/Mn、Rb/Sr、(Fe+A1+Mn)/(K~+Ca+Mg)、CIA、C值低,而Sa、Saf值高,指示该时段为冷干气候环境;66.8~56.1 ka BP期间,Al、K、Ti、Fe、Ca、Mg元素含量和烧失量均增加,Fe/Mn、Rb/Sr、(Fe+A1+Mn)/(K~+Ca+Mg)、CIA、C值明显增加,而Sa、Saf值明显降低,指示该时段为暖湿气候环境;56.1~51.0 ka BP期间,Al、K、Ti、Fe、Mg元素含量和烧失量均减少,Fe/Mn、Rb/Sr、(Fe+A1+Mn)/(K~+Ca+Mg)、CIA、C值略有降低,而Sa、Saf值明显增加,指示该时段为较冷干气候环境。这与粘土矿物特征所反映的古气候特征及其变化一致,亦与柴达木盆地东部介形类丰度特征研究、柴达木盆地东部古湖泊高湖面光释光年代学研究、北京平原区有机碳同位素研究等结果吻合较好。研究表明塔里木盆地东部晚更新世气候仍以暖湿-冷干气候变化模式为主,但这一气候变化规律的内部驱动机制还有待进一步深入研究。     

锂合金的电解制备及性能研究 Ⅰ.合金循环伏安曲线与库仑效率

本文研究了五种锂合金在非水LiClO_4溶液中的循环性能,在三种不同的Al基质上形成的Li—Al合金的循环伏安曲线显示,合金主要由β—LiAl和α—LiAl合金组成,在三种Al材料中,Li在Al_2基质上的循环效率最高,在Pb和In与Li形成的合金中,LiIn合金具有较高的循环效率和良好的可逆性,实验表明,在Al_2基质上形成的LiAl合金和LiIn合金是非常有希望应用于二次锂电池的阳极材料。     

南极乔治王岛晚白垩世地幔源火山岩Nd、Sr同位素和微量元素证据

对乔治王岛上白垩统半三角组火山岩样品进行了 Rb- Sr同位素等时线年龄测定 ,所获结果为 71 .3 3± 0 .3 Ma。通过 εND(T) - 14 7Sm/14 4Nd,14 3 Nd/14 4Nd- 87Sr/86 Sr,87Sr/86 Sr- Sr和 87Sr/86 Sr- K2 O/(K2 O+Na2 O)的相关性研究表明 ,该火山岩物质主要来自亏损地幔 (DMM)源区 ,基本上未受到地壳物质混染。其中 6个样品的平均 Sm- Nd模式年龄 (TNd DM)为 443 .3± 2 0 .6 Ma,可能反映了在研究地区的岩浆源区化学分异事件的时代。微量元素的特点表明 ,半三角组样品属典型的钙碱性火山岩系列 ,与长城站地区第三系火山岩相类似 ,同属于岛弧火山活动的产物。     

柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘微量元素特征与环境意义

对柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘沉积物微量元素、粒度测试,并与其他体系沉积物对比,分析微量元素地球化学特征及环境状况。结果表明:1)微量元素以V、Cr、Zn、Rb、Sr含量较大,其中Sr含量最高,Rb次之;与中国黄土、新疆灰钙土相关系数R2为0. 96,斜率分别为1. 07和0. 99,含量总体相似; Sr、U高于灰钙土和黄土,其中,Sr含量表现为灌丛沙丘灰钙土黄土,Rb、Sn、Cs、Pb、Th含量介于二者之间,其余元素含量均低于二者;其与中国沉积层元素丰度存在差异。2) Sc、V、Co、Ni、Cu、Cs、U与黏粒(2μm)和粉砂(2～63μm)相关度均较高,而Ga、Rb、Pb主要受控于黏粒组分,Cr、Zn、Sr、Nb、Sn主要取决于粉砂组分; Y、Th与其他元素及不同组分无相关性; Rb/Sr比仅与Ga、Rb、Pb元素及 63μm的砂组分呈极显著正相关,与其余元素相关度低或不相关,或极显著负相关。3) Rb、Sr分别反映了沉积物近地化学风化成壤作用和源区物理风化过程; Sr/Cu值介于15～20之间,Th/U值介于3. 5～4之间,C. V值差异不大,元素垂直变异较小;总体表面灌丛沙丘沉积发育于极端干热环境,未发生明显还原作用。     

不同无机晶须/PVC复合材料力学性能的研究

采用溶液共混法制备出硼酸镁晶须(MBOw)、硼酸钙晶须(Ca BOw)、硼酸铜铝晶须(Cu Al BOw)、碱式硫酸镁晶须(MOSw)、碳酸钙晶须(Ca CO3w)及硫酸钙晶须(Ca SO4w)增强的PVC复合材料,研究不同晶须对PVC力学性能的影响。采用扫描电镜分析PVC复合材料的拉伸断面及晶须分散情况。结果表明,除MOS外其它晶须对PVC的拉伸强度和弹性模量有不同程度的提高,MBOw对PVC复合材料的增强效果最显著,当MBOw含量为20%时,所得复合材料力学性能最佳,拉伸强度和弹性模量与纯PVC比较分别提高了38.08%和71.43%。     

Early middle Holocene climate oscillations recorded in the Beihuqiao Core,Yuhang, Zhejiang Province,China

A long-standing controversy exists concerning the spatial and temporal characteristics of Holocene climate change in China. Zhejiang is located in the southeast of China, where the East Asian monsoon dominates the climate and a Neolithic culture flourished. In recent years, geographers have debated the climatic conditions existing at the time of the Neolithic cultures. This study reconstructed the sedimentary environment between 11.30 and 4.17 cal ka BP based on a multi-proxy analysis of a 14.3 meter sediment core, drilled in Beihuqiao, Zhejiang Province, China. The results show: (1) The climate was getting warm between 11.50 and 8.77 cal ka BP. Grain size became finer from the bottom to the top layer, accompanied by an increase in the chemical index of alteration (CIA), Mg/Sr ratio, the percentage of clay, pollen concentrations, and a decrease in SiO₂/Al₂O₃ ratio, and the value of bases–alumina (ba), as well as other trace elements. (2) Between 8.77 and 7.99 cal ka BP, the sediment is composed of gray-yellow and gray silt. The percentage of CaO and the ratio of CaO + Na₂O + K₂O to Al₂O₃ is much higher. The pollen concentration sharply decreases. The climate was cold and dry in the early stages of this period, but became relatively warmer and wetter in the later stages. (3) The Holocene Climatic Optimum occurred at 7.99–5.68 cal ka BP. Higher contents of clay, total Fe₂O₃, Al₂O₃, CIA, the chemical proxy of alteration, pollen concentration, evergreen pollens, and high values of Mg/Sr are observed at this stage, coinciding with a lower SiO₂/Al₂O₃ value, (CaO + Na₂O + K₂O)/Al₂O₃ ratio, and an obvious reduction in silt/clay, and SiO₂ and CaO concentrations. (4) During the period 5.68–4.17 cal ka BP, the temperature in the study area declined in a stepwise fashion. The grain size became finer, and the Mg/Sr ratio decreased gradually.     

碳化对加填料氯氧镁胶凝材料力学性能的影响

以添加不同掺量填料的氯氧镁水泥(MOC)试件为基体,在空气和碳化箱中分别养护至规定龄期,研究碳化对掺加填料MOC力学性能的影响,并与空气环境进行对比,运用XRD和SEM分析碳化后水化产物和微观结构的变化规律。结果表明,28 d龄期内,随着填料掺量的增加MOC试件碳化后的抗折强度均有所增加,碳化后的抗压强度均有提升,碳化过程反应生成了MgCO_3,不同碳化龄期的主要物相均为5Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O(5相),而掺加填料不影响MOC的水化产物的组成。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝(PAC)为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线,并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响,研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素,得到了最佳合成条件,在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1 mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O,同时含有Al(OH)_3、(CaO)_3Al_2O_3·6H_2O及LiCl·H_2O等成分。从吸附结果来看,结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O和非晶态的Al(OH)_3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

Potassium alum and aluminum sulfate micro-inclusions in polar ice from Dome Fuji,East Antarctica

Water-soluble trace constituents affect the physicochemical properties of polar ice. Their structural distribution provides important insights into the formation history of ice and inclusions. We report the first finding of KAl(SO₄)₂·12H₂O (potassium alum) and Al₂(SO₄)₃·nH₂O (aluminum sulfate) micro-inclusions in the Dome Fuji ice core, East Antartica, using a micro-Raman technique. Eutectic temperatures of these water-soluble species determined using thermal analysis were −0.4 °C for potassium alum and −8.0 °C for aluminum sulfate. Although the formation process of the aluminum-bearing sulfates remains unclear, the occurrence of these salts largely depends on ice depth.     

纳滤法用于铝锂分离的初步研究

本文探讨了纳滤分离Al³⁺和Li⁺的可行性,研究了含盐量和铝锂比对分离效率的影响,提出了从锂云母浸出液中分离回收锂的新方法。实验结果表明,纳滤膜对Al³⁺和Li⁺的截留率随含盐量的升高而降低,其中Li⁺始终呈现负浓度梯度扩散的趋势,而Al³⁺的截留率始终稳定在99%以上。当含盐量为45 g/L时,铝锂分离因子最高可达248.33,膜面相应Zeta电位的绝对值达到最大。随着溶液中铝锂比的变化,Al³⁺和Li⁺的截留率分别在不同铝锂比的条件下出现拐点,溶液的pH呈现先下降后上升最后下降的复杂趋势。本实验研究发现,DK膜能够在酸性环境下实现高效的铝锂分离和锂的浓缩,从而为锂云母浸出液中锂的提取提供新的思路。     

五元体系NaCl+KCl+MgCl2+SrCl2+H2O(NaCl饱和)在288 K时相平衡研究

合理开发利用四川盆地地下卤水资源,对卤水体系开展多温相平衡与相图的研究具有重要意义。本文通过等温溶解平衡法对在288 K时五元体系NaCl+KCl+MgCl₂₊SrCl₂₊H₂O(NaCl饱和)进行了相平衡实验研究,运用化学分析法以及X-ray粉晶衍射法分别确定了在288 K温度条件下该体系的平衡液相和平衡固相组成。通过固液相平衡实验数据,绘制了该五元体系以NaCl为饱和区域的干盐相图、水含量图以及氯化钠含量变化图。研究结果表明在288 K且NaCl饱和条件下,该五元体系干盐相图含有2个五元共饱和点、5条等温溶解度曲线和4个固相结晶区(KCl、MgCl₂·6H₂O、KCl·MgCl₂·6H₂O和SrCl₂·6H₂O)。固相结晶区KCl在该干盐相图中面积最大,其次是SrCl₂·6H₂O,而MgCl₂·6H₂O的结晶区面积最小,说明KCl在饱和溶液中的溶解度较小,易析出而得到分离,而MgCl₂的溶解度最大,难以从饱和溶液中结晶析出,且MgCl₂·6H₂O对KCl和SrCl₂·6H₂O有强烈盐析作用。通过对本体系热力学相平衡实验研究和多温相平衡的对比讨论,揭示了钾锶镁等含氯化物卤水体系在多温相平衡与相图条件下的结晶析盐规律,为液态矿产资源开发利用提供理论指导。     

Holocene climate reconstructions from tandem trace-element and stable-isotope composition of ostracodes from Coldwater Lake, North Dakota, U.S.A.

The geochemistry of ostracode shells and bulk carbonates in a 19-meter sediment core documents at century-scale resolution the evolution of water chemistry in Coldwater Lake, North Dakota, providing a continuous paleohydrologic record of Holocene climate change in the northern Great Plains. A combination of ¹⁸O, ¹³C, Mg/Ca and Sr/Ca in ostracode calcite aided by Sr/Ca in bulk carbonates are used to constrain the paleoclimatic reconstructions. A fresh-water phase in the early Holocene, indicated by the absence of Candona rawsoni and low concentrations of Sr/Ca in bulk carbonate, was followed by a sharp increase in salinity between 10800 and 8900 yr B.P. The climate was predominately dry during the late part of the early Holocene and most of the middle Holocene (8900–5000 yr B.P.), when the lake was very sensitive and recorded a series of dry and wet oscillations. Maximum salinity occurred around 5500 yr B.P. and was followed by a gradual decrease between 5000 and 2400 yr B.P. From 2400 yr B.P. the ¹⁸O, Mg/Ca, and Sr/Ca in the ostracodes indicate generally wet conditions interrupted by a series of lesser salinity and temperature oscillations lasting until 600 yr B.P. Ostracode geochemistry indicates that a warm and dry climate returned at about the time of the Little Ice Age (600–150 yr B.P.). Ostracode ¹³C shows a ong-term increasing trend during the Holocene, which suggests that lake productivity and atmospheric CO₂ exchange made greater contributions to the hypolimnetic carbon pool as the lake became shallower with time.     

3种耐盐植物的根际微环境比较

研究了兰州市永登县秦王川灌区中型狼尾草（Pennisetum longissimum var. intermedium）、新疆大叶苜蓿（Medicago sativa）和皮燕麦（Avena sativa）对盐渍土的适应特点及其改盐效应。通过对3种植物不同生育期（播后90 d、120 d、150 d）根际土壤pH值、导电率（EC）、盐分离子及有机质含量的测定,探讨盐渍化土壤影响下耐盐植物根际微环境的变化。结果显示：在盐渍化逆境下,3种植物对于根际土壤微环境均有一定调节作用,生育期内土壤pH值、EC值、Na⁺、SO₄^2-、Cl^-和Ca²⁺含量逐渐降低,土壤有机质含量逐渐增加。新疆大叶苜蓿根际土壤pH值变化较为突出,其次是中型狼尾草和皮燕麦,播后150 d较播前降幅分别为2.18%、2.06%、1.21%;中型狼尾草根际土壤EC值降幅最大,其次为新疆大叶苜蓿和皮燕麦,播后150 d较播前降幅分别为42.69%、33.29%、28.33%;在3个取样期,中型狼尾草根际土壤Na⁺、SO₄^2-、Cl^-含量变化幅度最大,新疆大叶苜蓿对Ca²⁺的吸收能力强于中型狼尾草和皮燕麦;中型狼尾草在生长期内根际土壤有机质含量持续增加,新疆大叶苜蓿在生长前期有机质增量较显著,生长中后期增量减缓,根际微环境变化趋于稳定。综合而言,中型狼尾草对盐渍土的适应及改良效应较突出,其次是新疆大叶苜蓿,再次是皮燕麦。     

Potential water sources for Late Quaternary Megalake Jilantai-Hetao,China, inferred from mollusk shell <Superscript>87</Superscript>Sr/<Superscript>86</Superscript>Sr ratios

Lake Jilantai-Hetao, a megalake, was formed some time before 60–50 ka, along the Great North Bend of the Yellow River. The basin is now dry, with most of the area covered by aeolian sand. We are investigating this profound hydrologic change using a number of research approaches. Paleoshorelines of this megalake are best preserved in the Jilantai area in the southwestern portion of the megalake basin. We collected aquatic mollusk shells from littoral sediments at different altitudes around Jilantai and measured their strontium isotope compositions. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios in shell carbonates are different between the high lake phase (~1,080–1,050 m altitude) and the low lake phase (~1,044–1,030 m altitude), with a small shift in average strontium ratios to more radiogenic values during the low lake phase. Based on regional hydrology and physical geography, we conclude that water from the Yellow River was the dominant water source supplying this megalake. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of modern water samples suggest the Yellow River was the dominant water source during the high lake phase, but that the relative contribution of Yellow River water to the megalake was reduced, and that the relative contributions of local precipitation and groundwater increased, during the low lake phase.