ZAS系列耐火材料晶体和分子网络结构研究及其侵蚀机理的探讨

本文用电子探针,X衍射仪和拉曼分子微探针对使用前后ZAS系列耐火材料的成分、晶体结构和分子网络结构进行了深入的研究,并获得了下列结论: 1.ZAS源砖由斜锆石、刚玉和玻璃相组成,用后砖结晶相比原砖增加约6％,主要为霞石、高温长石,锆石、莫来石和白榴石等,还发现了四方-ZrO_2,这对深入研究ZAS材料的性能具有重大的意义。 2.在国内首次应用拉曼微探针测定了耐火材料中玻璃相的结构,实验结果表明,用后砖的玻璃相不仅改变了成分,而且其Si-O网络的结构单元由大变小,从而提出了玻相链——层网络的新结构模式。 3.ZAS砖的侵蚀机理与砖体玻相和溶化池玻璃液之间的化学扩散作用相关。     

ZAS系列耐火材料晶体和分子网络结构研究及其侵蚀机理的探讨

本文用电子探针,X衍射仪和拉曼分子微探针对使用前后ZAS系列耐火材料的成分、晶体结构和分子网络结构进行了深入的研究,并获得了下列结论: 1.ZAS原砖由斜锆石、刚玉和玻璃相组成,用后砖结晶相比原砖增加约6％,主要为霞石、高温长石、锆石、莫来石和白榴石等,还发现了四方-ZrO_2,这对深入研究ZAS材料的性能具有重大的意义。 2.在国内首次应用拉曼微探针测定了耐火材料中玻璃相的结构,实验结果表明,用后砖的玻璃相不仅改变了成分,而且其Si-O网络的结构单元由大变小,从而提出了玻相链——层网络的新结构模式。 3.ZAS砖的侵蚀机理与砖体玻相和溶化池玻璃液之间的化学扩散作用相关。     

高铝粉煤灰中部分主微量元素的分布规律研究

本文旨在研究部分主微量元素在高铝粉煤灰中的分布规律,从而为其资源化利用提供科学依据。首先根据高铝粉煤灰的物相组成特点采用新的分离方法将之分离为三个相(或相组合):铁质微珠、莫来石-刚玉相以及玻璃相;然后分别用化学分析和ICP-MS测试主微量元素在高铝粉煤灰、铁质微珠以及莫来石-刚玉相中的含量,并结合相关数据计算出这些元素在玻璃相中的含量。结果表明,除Al、Mn外,其他元素均在玻璃相中有不同程度的富集;除Al外,其他元素则在莫来石-刚玉相中有不同程度的贫化;除Ti以外的铁族元素以及除Ga、Pb以外的金属成矿元素均在铁质微珠中富集,其他元素则在其中贫化。     

配加少量稀土提高电熔锆刚玉砖性能的研究

配加少量稀土提高电熔锆刚玉砖性能的研究翁润生（中国地质大学，北京，１０００８３）电熔锆刚玉砖是一种高级耐火材料，主要用于玻璃窑炉的池壁、拐角、流液洞等。我国生产的电熔锆刚玉砖（含ＺｒＯ＿２３３％），其主要性能达不到国外先进国家（如日本、法国）同类产品...     

NaF对高铝粉煤灰合成刚玉-莫来石材料的影响

采用XRD、SEM手段研究了NaF添加量和烧结温度对高铝粉煤灰合成刚玉-莫来石材料的性能、晶体结构和显微形态的影响。实验结果表明,NaF可以有效降低合成刚玉-莫来石材料的烧结温度,在1200℃、NaF添加量为2%时,生成的莫来石颗粒较细小,且均匀分布在玻璃相中,材料的综合性能良好,体积密度为3.08g/cm3,抗折强度为62.11 MPa,莫来石与刚玉的含量比约为2∶1;当NaF添加至4%时,莫来石发育为长柱状,长径比约6~10,并且相互交错成网状,但其含量减少,材料强度降低;NaF添加至8%时,莫来石相消失,材料主晶相为刚玉,同时生成较多的玉米状呈十字交叉形的钠长石晶簇。     

核爆炸玻璃、撞击玻璃和玻璃陨石源岩

本文根据核爆炸岩石熔融玻璃的地球化学研究结果,与超速陨石撞击坑的熔岩进行比较,获得在远离热力学平衡条件下,各种玻璃和熔岩在化学成分上分布十分均匀的重要结论。岩石玻璃和熔岩是由基岩各组成岩石按一定比例混合熔融形成的。它们的主量元素和痕量元素丰度受基岩元素背景值制约。文中根据熔体和靶岩的化学成分,计算了熔岩各组成岩石的百分比。玻璃陨石是地壳岩石受撞击熔融形成的。同一撒布区的玻璃陨石化学成分相近,说明起源于同一源坑;而玻璃陨石化学成分的不同,则说明母岩组成分量的差异。因此,文中通过模拟计算,得出各玻璃陨石的组成源岩。澳大利亚撒布区的玻璃陨石,Al₂O₃,K₂O 和Na₂O 与 SiO₂及 K₂O/Na₂O 比值不完全相同,说明澳大利亚撒布区存在着几个不同的源岩和源坑,至少有印支、爪哇、菲律宾和澳大利亚四个相应撞击坑。     

岩浆玻璃相和工业硅酸盐玻璃相的结构和应用研究

采用电子探针、拉曼探针、x衍射和高温高压试验等手段对火山岩和超基性岩岩浆包裹体、珍珠岩、黑曜岩、绝热SiO_2纤维、锆铝硅耐火材料和人工合成硅酸盐中玻璃相的成分、分子网络结构、断键程度,径向分布函数、Si-O键长和Si-O-Si键角等进行了系统研究并获得下列结论: 1)无论是地质体玻璃相还是工业硅酸盐玻璃相,其分子网络结构都是由单体[SiO_4]、二聚体[Si_2O_7]、环与链[SiO_3]、层[Si_2O_5]、架[Al Si_3O_8]和纯架状[SiO_2]6种网络单元所组成。 2)建立了在1μm~2范围内测量玻璃相网络类型和断键程度的拉曼微探针法。对国际上有争议的非晶玻相网络结构理论提出了新的模式和研究方法。 3)对含铬超基性岩岩浆包裹体的研究发现,强结晶化和半结晶化的岩浆玻璃包裹体是钠长石质玻璃相,以层状和架状网络为主,对应于铬尖晶石结晶的早期,而弱结晶化的岩浆玻璃包裹体是绿泥石质玻璃相,以层状和链状网络为主,架状网络为次,形成于铬尖晶石结晶的晚期。显而易见,对玻璃相分子网络结构的研究有助于重溯天然岩浆结晶和演化的物理化学历史,对研究矿藏的生成条件和提高工业硅酸盐材料的性能具有重要的意义。     

红宝石简介

在矿物学上,红宝石和蓝宝石同属于刚玉矿物。但是,与一般的刚玉不同之处在于红宝石和蓝宝石是指可用作宝石级的刚玉。其中,红色的宝石级刚玉被称为红宝石,而其它颜色的宝石级刚玉则统称为蓝宝石。 与普通非宝石级的刚玉一样,红宝石和蓝宝石的化学成分为Al_2O_3,其硬度仅次于金刚石,摩氏硬度为9,它们的主要物理性质也相同,拆光率为1.762—1. 770,双拆射率为     

广西大容山-十万大山岩带中花岗岩类特征及成因

大容山-十万大山花岗岩带由花岗岩、花岗斑岩和少量混合花岗岩、酸性火山岩组成,它们共同构成一个原地半原地→中深成侵入→浅成侵入→喷出相的完整花岗岩类成因系列。这些岩石在矿物组成、化学成分、微量和稀土元素以及同位素组成上十分相似,都来源于上部地壳,属陆壳转生型花岗岩,其源岩是由角闪岩相到麻粒岩相的变质沉积岩。     

含刚玉的矽线石中铝的物相分析方法

本方法仅适用于河北某地含刚玉的矽线石中铝的物相分析.主要根据矽线石(Al_2O_3·SiO_2)中,先测出SiO_2的结果再由全Al_2O_3减去矽线石中Al_2O_3,即可得出刚玉的结果.     

中国山东昌乐地区碱性玄武岩刚玉中记录的岩浆不混溶作用

Abundant melt-and fluid inclusions occur in corundum megacrysts of alkaline basalt from the Changle area,Shandong province,eastern China.One type of melt inclusions,i.e.muhiphase melt inclusions(glass bubbles daughter minerals)were identified,which occur along growth zones of host corundum megacrysts.Microthermometry and laser Raman microprobe analysis were performed on the melt inclusions.The bubbles within the melt inclusions are confirmed to be CO_2-rich phase and the daughter minerals are probably silicates,such as augite and okenite.The results of high temperature homogenization experiment strongly suggest that two immiscible melts,i.e.a H_2O-and CO_2-rich melt and an anhydrous and CO_2-poor melt were trapped by melt inclusions in corundum megacryst.     

地球深部物质科学——在静高压大腔体实验研究方面的某些进展

介绍近年来使用静态超高压大腔体实验技术 ,在模拟地球内部的高温高压条件下 ,对地球物质进行的若干物理和化学性质的实验研究。高压同时高温条件下多种岩石样品的弹性波速就位测量揭示出物质的声软化现象和振幅效应 ;高温高压下陨石和岩石的熔融结晶实验发现了陨石硅酸盐相的不混溶现象以及玄武岩熔体结构的变化 ,在玄武岩转变为榴辉岩的实验中观测到了刚玉相 ;在高温高压水的实验中 ,发现了冰 Ⅶ 的亚稳相和熔融前效应以及超临界水及其稀溶液的一些新性质。这些实验结果为探索地球深部物质的性质和状态以及迁移和演化提供了新的依据。     

Corundum inclusions in diamonds—discriminatory criteria and a corundum compositional dataset

Mineral inclusions of corundum are reported from diamonds from alluvial deposits of tributaries of the Rio Aripuanã, Juina, Brazil. We present the first recorded occurrence of sapphire as an inclusion in diamond and expand on the database of ruby and white corundum inclusions. Ruby inclusions are found to occur both as isolated and touching grains with aluminous pyroxene and associated with ferropericlase. Mineral chemistry and phase relations place the origin of such ruby-bearing diamonds within the lower mantle at 770 km. Mineral associations indaving other corundum inclusions were not observed; hence, their depth of origin is less certain.

Compositions of corundum samples were characterised by electron and ion microprobe. Given the scarcity of literature data, corundum samples from a variety of other geological settings were also analysed. Samples comprised corundums associated with granitic emplacement, metasomatism, amphibolite-facies and granulite-facies rocks, gem and industrial synthetic origins and carmine-coloured corundums recovered from kimberlite drill cores.

In addition to variable amounts of Cr, Fe, Ti, Mg and Si, measurable quantities of other transition elements and high field strength elements were also detected. Corundums from similar geological settings show very similar compositions and are easily distinguishable from other settings. Irrespective of locality, rubies from Norwegian, Tanzanian and Kenyan amphibolite-facies rocks are compositionally indistinguishable. Additionally, corundums from metasomatised zones associated with contact metamorphism from Arizona and Japan were very similar, particularly characterised by unusually high abundance of mobile Zr and Nb (tens of ppm). All Juina inclusions are particularly distinguishable from other corundums by high concentrations of Ni (18–171 ppm weight), typically at least an order of magnitude enriched over the same corundum varietal types from elsewhere. Furthermore, the sapphire inclusion exhibited much larger ratios of Ga and Ge to HFSE elements compared to otherwise similar samples, and ruby inclusions are distinguished by high Mg/Fe ratios (0.27–1.56 by weight). Compositional differences between inclusions in diamonds and corundums from other settings in addition to corundum's physical and chemical durability suggest that with the employment of rapid identification tools such as energy dispersive spectrometry (EDS) and laser-ICPMS, corundum has promise as an indicator of diamond prospectivity.     

西藏康金拉铬铁矿床刚玉中的包裹体研究

西藏康金拉铬铁矿石的矿物学研究中,发现大量的微粒金刚石和碳硅石等超高压异常地幔矿物,表明它们产在一个强还原的高压环境.本研究在铬铁矿石中还发现了刚玉及其中大量的矿物包裹体.电子探针等方法研究表明,包裹体的种类包括简单氧化物,如金红石;自然钛;Ti-N、Ti-Si、Ti-C、Ti-Si-P、Ti-B等合金类;含稀土元素的硅酸盐矿物,以及一些未知矿物.结合对铬铁矿石中其他矿物的研究成果,认为康金拉铬铁矿石中的刚玉及其中的强还原环境形成的矿物组合形成于深部地幔.因此,康金拉铬铁矿石中的刚玉可以认为是一种新的带有高压环境信息的标志性矿物.     

棕刚玉烟尘回收的环境意义及其矿物学研究

电弧炉冶炼棕刚玉中会产生大量烟尘,如直接排放到大气中,将严重污染大气环境。为全面评估棕刚玉冶炼电炉烟尘对环境的影响,作者对贵州某厂７５００ｋＶＡ和３０００ｋＶＡ两组电炉在采用电收尘及布袋尘前后的大气环境状况进行预测计算与分析。对棕刚玉烟尘的研究表明,棕刚玉烟尘主要由Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ等元素组成的玻璃态共融物球粒构成。结晶物质主要是硫酸钾、棕刚玉、褐铁矿、Ｋ２Ｓ４Ｏ６和石英。部分钾元素以硫酸钾晶体形     

基于主动加热光纤法的冻土相变温度场特征分析

冻土温度场分析对于冻土特性研究及冻土地区工程建设具有重要的作用,而冰水相变所产生的相变潜热大大增加了冻土温度场分析的复杂性。针对该问题,基于线热源模型和冻土传热基本理论,在考虑未冻水和相变潜热的情况下计算了冻土导热系数、体积热容和相变热容,分析其与测量初始温度的关系;在分析结果的基础上,对冻土含冰量的光纤测量技术进行了理论修正。基于主动加热光纤（AHFO）法,开展了一系列室内验证试验:在恒定的加热功率和时间下,采用自主研发的光纤光栅（FBG）刚玉管传感器,对同一初始含水量的冻土试样进行温度监测。结果表明:在本文试验条件下,FBG刚玉管传感器的影响半径小于5 cm,可以忽略边界效应;传感器所测温度增量与时间对数线性关系良好,主动加热对于冻土导热系数影响较小,线源模型适用于冻土导热系数测量;冻土导热系数与试验初始温度呈线性增长关系;在初始温度低于-6 ℃时,相变热容趋于稳定;在-6~0 ℃时,相变热容随温度升高逐渐增大,且变化趋势愈渐强烈;当初始温度高于-5 ℃时,相变热容甚至大于冻土自身的体积热容。相关结论为进一步提高冻土含冰量测试技术的精度提供了参考。     

Decomposition of kyanite and solubility of Al2O3 in stishovite at high pressure and high temperature conditions

In order to constrain the high-pressure behavior of kyanite, multi-anvil experiments have been carried out from 15 to 25 GPa, and 1,350 to 2,500°C. Both forward and reversal approaches to phase equilibria were adopted in these experiments. We find that kyanite breaks down to stishovite + corundum at pressures above ∼15 GPa, and stishovite + corundum should be the stable phase assemblage at the pressure–temperature conditions of the transition zone and the uppermost part of the lower mantle of the Earth, in agreement with previous multi-anvil experimental studies and ab initio calculation results, but in disagreement with some of the diamond-anvil cell experimental studies in the literature. The Al₂O₃ solubility in nominally dry stishovite has been tightly bracketed by forward and reversal experiments; it is slightly but consistently reduced by pressure increase. Its response to temperature increase, however, is more complicated: increases at low temperatures, maximizes at around 2,000°C, and perhaps decreases at higher temperatures. Consequently, the Al₂O₃ solubility in dry stishovite at conditions of high temperature–high pressure is very limited.     

漂珠轻质砖的隔热保温机理分析

由于粉煤灰中的空心微珠，特别是漂珠，具有低密度，成分特殊，优异的热学性质等一系列特殊的理化特性，使其漂珠轻质砖具有导热系数低，耐压强度高，导热系数随温度升高的递增率小等特点。本文从声子导热，光子导热和宏观热学性质三个方面分析了漂珠轻质砖的导热机理。     

打滑地层新型孕镶金刚石钻头

在分析打滑地层特点的基础上,指出了钻进该地层所存在的问题,提出了用于打滑地层钻进的新型孕镶金刚石钻头的设计思路,在钻头工作层中采用主、辅两种磨料,并对这两种磨料的工作机理、处理工艺以及该新型钻头的制造进行了阐述.钻头的室内钻进试验结果表明:在钻进极坚硬致密的锆刚玉时,相对于普通金刚石钻头,新型孕镶金刚石钻头的钻进时效提高1.93倍,平均磨损量增加38%,具有高时效、相对寿命长的优点,是打滑地层钻进的理想钻头.     

X射线粉晶衍射基体清洗法在矿物定量分析中的应用

为了消除层状硅酸盐矿物择优取向对检测结果的影响,本次X射线粉晶衍射定量分析采用基体清洗法,引入刚玉作为清洗剂,用滑石和绿泥石纯样品分别与刚玉以1：1的比例配制成参比样,测试参比样中刚玉、滑石、绿泥石的主衍射峰强度值,根据参比强度公式计算出滑石、绿泥石的参比强度.再把刚玉与定值样（滑石和绿泥石混合样）按1：1的比例配制成待测样,测试待测样中刚玉、滑石、绿泥石的主衍射峰强度值,把所得数据代入基体清洗法计算公式,剔除离散数据,计算出定值样中滑石的含量为81.5%,绿泥石的含量为14.6%;用EVA全谱拟合矿物半定量分析方法测试定值样中滑石的含量为92.9%,绿泥石的含量为5.8%.通过定值样中全岩化学分析铝元素含量换算,定值样中绿泥石的含量应在13%左右,接近基体清洗法的绿泥石矿物定值,与EVA全谱拟合矿物半定量分析方法绿泥石矿物定值相差较大.实验结果表明：利用基体冲洗分析混合物相中层状硅酸盐矿物含量是比较准确的.