矿物材料的概念与本质

回顾20余年来我国矿物材料概念的研究与发展历程,矿物材料的概念与本质一直是矿物材料学的基本问题和研究热点之一。通过对国内有代表性观点的讨论与分析,并结合多年的教学科研实践经验,提出“矿物材料是以矿物为主要或重要组分的材料”的定义。在矿物材料中,矿物是集材料的组成与结构于一体的基元组分,不仅主要或重要组分是矿物,而且主要或重要物理、化学性能及使用效能也源于矿物。因此,矿物材料是以矿物为本质特征的材料。从矿物材料与其他材料关系看,尽管与无机非金属材料存在一定的交叉领域,但它并不简单等同于无机非金属材料,而是与无机非金属材料、金属材料和高分子材料等既有密切联系又有明显区别,具有自己特色和相对独立的一大类材料。     

GGR Biennial Review: Reference Materials in Geoanalytical and Environmental Research – Review for 2008 and 2009

This review gives an overview of the literature on reference materials of geochemical and environmental interest for the two-year period 2008–2009. Reference materials play an increasingly important role in all fields of geoanalytical research. This is demonstrated by the large number of publications containing data on reference materials. Although many reference materials exist, there is still a great need for certified samples, so-called delta zero materials for stable isotopic work and homogeneous microanalytical reference materials. This review focuses on six topics: developments of certification processes of reference materials mainly postulated in ISO guidelines and the IAG protocol, new developments of the GeoReM database, investigations of powdered rock reference materials, Chinese reference materials published in Chinese journals, microanalytical reference materials and isotopic reference materials.     

2010年北京标准物质国际研讨会综述

2010年北京标准物质国际研讨会在北京召开,会议由中国计量科学研究院主办,中国分析测试学会和中国计量测试学会协办。大会围绕当前标准物质的现状、未来发展趋势和面临的挑战进行了探讨。会议主题包括标准物质与环境保护、国际贸易等行业的关系,标准物质的制备、测试方法及技术挑战和国内外标准物质的发展现状;分会报告主题是公共安全与大众健康,先进能源、能源科技与环境保护等领域标准物质的研制,标准物质的国际化发展、标准物质的应用及共性分析技术发展趋势。国内外学者就共同解决标准物质研制过程中遇到的困难和挑战进行了交流和沟通。通过这次会议中国向世界展示了我国在标准物质领域取得的成绩,提高了我国在标准物质领域的国际地位。本文总结了会议讨论的主题和我国标准物质尤其是地质标准物质的现状及发展趋势,指出截至2010年底,我国标准物质总数达到6011种,其中一级有证标准物质1701种,二级有证标准物质4310种,主要集中在钢铁、无机、工业材料等领域,在数量上已经达到国际先进水平,但是存在品种不全、门类欠缺、结构不合理的问题;地质标准物质得到快速发展,而一些重要发展领域,如新资源、新能源、新材料,生物及临床,有色金属,食品成分,有机污染物等标准物质相对缺乏。     

矿物材料学的几个基本问题

１　矿物材料发展的概况矿物材料是由矿物组成的无机非金属材料,有时也称硅酸盐材料;它是利用天然和人造的矿物为原料,经过一定的生产工艺直接利用或加工成具有一定物理化学性能的非金属材料。广义者也包括金属材料。当代材料研究的主要对象是无机非金属材料。我国生产非金属材料和原料的工业,改革开放前是一个处于技术落后、装备不足、队伍拼凑、人才不足的部门。改革开放才使之焕发青春,有了长足的发展。长期以来,我国一直强调金属材料,大力发展冶金工业,“以钢为纲”、“大打钢铁之仗”是长期强调发展冶金工业的口号。在人类已进…     

广西新型矿物材料发展方向初探

新材料是发展高新技术产业的基础。根据广西的矿产资源优势和在矿物材料方面的研究基础和技术力量，提出了加强工艺矿物学研究，大力发展广西新型矿物材料的研究开发方向，特别提出了超细改性矿物粉体材料、环保矿物材料、节能保温矿物材料、高技术陶瓷材料和合成矿物晶体材料等材料体系中的重点开发方向。     

污泥固化材料优选试验研究

针对污泥固化材料种类繁多,各种材料互相组合时对固化污泥强度所起作用不明确问题,通过正交试验,研究常用的硅酸盐固化材料、碱性固化材料和黏土系辅助材料共同组合时对固化污泥强度的影响规律。结果表明,常用的各种系列污泥固化材料中硅酸盐固化材料和碱性固化材料对固化污泥强度形成起主要作用,碱性固化材料对固化污泥早期强度的形成具有重要作用,硅酸盐固化材料的作用到后期会明显的表现出来,黏土系辅助材料在添加后主要起系数和构建无机骨架的作用。     

矿物材料在纳米科技中的应用

纳米材料由于其独特的性能和广阔的应用前景被称为21世纪的新材料、其制备技术是纳米科技的核心和研究基础。具层状结构和微孔空间的矿物材料可用于制备纳米微粒，为纳米科技提供了新的思路和生长点，也为矿物材料在高新技术领域的应用开辟新的途径。本文综述了蒙脱石、高岭石和文石珍珠层在纳米科技中的应用，粘土／有机物纳米复合材料、无机介孔材料和仿生纳米材料的制备和应用前景。     

X射线荧光光谱用人工标准物质的研制

使用高纯物质人工合成的方法,成功研制了4个人工标准物质。该系列标准物质涵盖了钛、钒、锰、铬、钴、镍、铜、锌、砷、铅、铋、铷、锶、钇、锆、铌、钼、钨、钕、钽、铪、镱、锡、钡、铯、镓、锗、镧、铈等29个元素,不同分析元素的含量范围可扩大到0.00x%~8%。该系列标准物质不仅可以补充自然标准的不足,扩展校准曲线含量范围,而且能够修正干扰系数,解决了准确计算分析元素之间的干扰和仪器校正带来的实际困难。用4个人工标准物质取代单元素人工标准的配制方法,减少标准数量,节约了资源以及标准配制的时间,避免了X射线荧光光谱分析工作者的重复劳动,提高了工作效率。研制的4个标准物质经检验均匀性和稳定性良好,量值准确可靠,已被国家质量监督检验检疫总局批准为国家一级标准物质。     

矿物材料刍议

矿物材料研究具有重要意义，本文探讨了矿物材料的涵义、分类、研究内容、与矿物学的关系等问题，并思考了新世纪矿物材料的研究和开发。广义地说，矿物材料是指可供直接或间接使用的固体矿物物质。狭义的矿物材料是指由自然地质作用形成的、有物理、化学性质可供直接使用、由矿物质组成的固体物质。矿物材料可从晶体结构、岩石成因、化学组成、用途、形状和尺寸、生产和制备过程等角度进行分类。矿物材料学是一门研究矿物材料的组成与结构、形成与加工、性能和使用效能四者之间关系与规律的一门科学。它与矿物学等学科有着天然的联系。在新世纪，必须加强矿物材料的应用研究；加强矿物材料学几个研究领域的紧密结合；必须搞好矿物原料和辅助的研究；必须注重环境问题和可持续发展战略。     

基于量纲分析的岩石相似材料抗压强度计算模型

物理相似模型试验是复杂、难采矿技术研究的有效手段,而岩石相似材料物理力学特性的研究是试验有效进行的前提。根据相似原理和岩石的力学特性,论证了岩石相似材料单轴抗压强度的力学代表性。统计并分析了影响岩石相似材料单轴抗压强度的一系列因素,基于量纲分析的方法构建了岩石相似材料单轴抗压强度与砂粒径、配比材料总量、充填材料（砂）用量、水用量、养护方式等重要因素间的无量纲计算模型,结合岩石相似材料配比试验得到了定量关系式。选取3组具有代表性的岩石相似材料配比试验对所建立的单轴抗压强度计算关系式进行验证,其计算结果与实验室实测结果相吻合,平均误差为4.20%,定量关系式在岩石相似材料参数的研究上具有一定的合理性。研究结果可以为相似材料物理力学参数的预测及岩土工程物理模型试验相似材料的高效选取提供参考。     

地球化学与环境样品分析标准物质和GeoReM数据库

在地球化学和环境样品分析中,标准物质发挥着越来越重要的作用。尽管通常要求分析者必须提供量值溯源的测量过程的信息;但大多数论著都未给出标准物质的数据。文章强调标准物质在地球化学分析工作中的重要性,同时将地球化学与环境样品分析标准物质数据库GeoReM介绍给中国的地质分析工作者。GeoReM数据库收录了1880个地球化学和环境样品分析标准物质的定值数据、汇编数据、分析数据及其他相关信息,其中包括156个由中国制备的标准物质的数据。GeoReM数据库还给出了所收录标准物质推荐使用的首选值及其不确定度。尽管这些首选值大多都不是按照国际标准化组织的有关规定而确定的,但是它们的置信度高,因而被广泛应用于仪器校准和分析数据的质量监控。文章还指出要将中国研制的、发表在中文期刊上的标准物质也收录到GeoReM数据库中,这对于促进中国的相关研究,增加国际认可度具有重要意义。     

Reference Materials in Geoanalytical Research -Review for 2004 and 2005

This review gives an overview of the use and development of reference materials of geochemical and environmental interest in the literature of the years 2004 and 2005. In these years the performance of existing methods has been improved and new geochemical applications using new techniques have been developed. Accordingly, there was an increasing need for new reference materials, especially for in situ microanalysis and for precise stable isotope measurements. In addition, there was a notable trend for further characterisation of existing reference materials, mainly for the platinum-group elements. This review focuses on five topics: reference materials for platinum-group elements, reference glasses for in situ microanalysis, zircon reference materials, isotopic reference materials, and the development and certification of reference materials.     

Degree of weathering in the identification of laterite materials for engineering purposes — a review

Laterite materials include a large succession of reddish, tropically weathered, decomposition products starting with fresh rock and ending with sesquioxide-rich pedogenic rock (cuirasse). Identification of the various grades of such materials for engineering purposes is a problem which repeatedly faces the engineer engaged in the design and construction of structures on or with laterite materials.The author has attempted to assemble available information useful for the identification and evaluation of all grades of laterite materials for engineering purposes. In the first part he summarises information on the significant genetic characteristics which appear to underlie the deviation of engineering behaviour of laterite materials from the expected properties based upon conventional soil mechanics as developed for temperate-zone soils.The second part summarises available information on the identification of significant geotechnical properties of various grades and genetic groups of laterite materials for engineering purposes.The engineering behaviour of laterite materials forms the substance of the third part of the paper.A literature study has revealed that the geotechnical characteristics and engineering behaviour of laterite materials depend mainly on the genesis and degree of weathering (i.e., decomposition, laterisation, dessication and/or hardening). Other significant genetic characteristics include morphological characteristics as well as the type and content of secondary minerals.Progress in the field of identification and evaluation of laterite materials for construction appears to depend on the simultaneous consideration of all the major factors which affect the behaviour of rocks and their derived soils (i.e., rock type, weathering condition, degree of weathering, type of derived materials as well as their chemical and mineralogical composition).Such an approach is desirable to increase the accuracy of predictions and assessments of the engineering behaviour of most laterite materials.     

地质标准物质粒度测量与表征的现代方法

地质标准物质是地质材料分析的计量标准,在分析质量监控、仪器校准和分析方法评价中发挥着重要作用。地质标准物质大多为粉体材料,而粒度是粉体材料的一项重要特性指标。长期以来,地质标准物质的粒度一直采用过筛法检测;近年来在超细标准物质研制中引入了以激光粒度仪为代表的现代粒度分析方法,并以直观的粒度分布图和简洁的特征粒度来表达分析结果,大大提升了粉体地质标准物质粒度特性的测量及表征水平。在此工作基础上,测量了正在广泛使用的典型地质标准物质的粒度分布,获得了前所未知的粒度分布信息,为这些标准物质的正确使用和取样不确定度评价提供了有益的资料。简单地介绍了检测粉体材料颗粒特性的现代方法,讨论了地质分析与粒度分析在概念上的差异,并就今后地质标准物质乃至地质分析样品的粒度检测与表征方法提出了建议。     

中国的大洋多金属结核及沉积物标准物质系列

1986～1996年间我国研制了两批共６个海洋地质标准物质：3个多金属结核标准物质GSPN-1～3和3个深海沉积物标准物质GSMS-1～3,形成了两个标准物质系列。与美国、俄罗斯、印度和日本的同类标准物质相比,这些标准物质的主要特点是：①实用性强：这些样品主要取自世界上锰结核最富集、也是各国“先驱投资者”开辟区最集中的太平洋CC区;②系列性好：这些样品还可与美、俄的标准物质构成既具有较大的元素浓度范围又具有适当浓度梯度的标准系列;③被测定组分多（达79个）,定值组分达63个。其中包括58个组分的保证值和5个组分的参考值,全组分的加和均在99.5％～100.1％之间;④参加合作的国家数和实验室多:有18个国外实验室和包括台湾大学在内的14个国内实验室参加了合作分析。这就使这些标准物质具有较大的国际影响。     

Use of naturally-occurring but non-standard materials in low-cost road construction

Summary This paper briefly outlines the use of non-standard materials in road base construction in Australia. After a short survey of the history of usage and the parallel development of current rigorous standards for base course materials, a selection of examples of the successful use of materials not meeting those standards is given. Such materials include decomposed rocks, soft rocks, fine grained materials, loams and sands. Some comments are made on construction and maintenance practices appropriate to such usage.     

Use of Geochemical Reference Materials in a Quality Control/Quality Assurance Program*

The role played by geochemical reference materials in establishing and maintaining a quality control/quality assurance program in a geochemical/assay laboratory is discussed. It includes the development of in-house reference materials and their characterization with reference to internationally recognized reference materials. It also concerns reference materials for use in geochemical trace analysis, ore grade assays and the analysis of concentrates for establishing the values of shipments. Suggestions are given for the sources and preparation of various types of reference materials that may need to be developed for in-house use.     

粒状材料的强度与变形

颗粒破碎的特征表明,颗粒破碎具有分形特征,是影响粒状材料变形与强度的主要因素,根据颗粒破碎的分形模型可以建立粒状材料的变形与强度理论。假定粒状材料是均匀的D维分形体,由此导出粒状材料的抗张强度公式,并用来估算颗粒在给定压力下的破碎几率。颗粒破碎增加了单位体积颗粒的表面积,即颗粒的比表面能量增加,根据颗粒破碎过程中的能量守恒导出粒状材料一维压缩变形的表达式。     

温致变色材料微胶囊化研究

温致变色材料的应用通常受强酸性、强碱性及环境杂质污染等因素的影响，以酸碱指示剂和pH值变化的熔化性化合物为变色心材的微胶囊化实验条件，探讨了微胶囊化机理。这类变色材料的微胶囊化技术将促进其应用研究。