石英原料在太阳能产业及其他高科技工业中的应用前景——以哈萨克斯坦和埃及为例

人类开发应用石英具有悠久的历史：早在石器时代,人类就曾将石英作为装饰品、工具、法器、武器、日用品等应用;在工业时代,石英主要作为玻璃原料及冶金熔剂使用;当代,石英广泛应用于许多工业和高科技领域。近年来,石英作为可再生能源及其它高科技领域用的材料,特别是以石英为原料制备多晶硅及单晶硅作为微电子学材料及太阳能利用材料方面展示了广阔的前景。但这个领域对石英纯度的要求很高,通过传统的提纯和晶体生长技术将石英转化为硅很不经济,因为传统方法大量使用氯、氯化氢及四氯化硅对环境有负面影响。而开发闭路循环技术系统或使用高纯度石英原料足解决这个问题的重要途径,前者取决于化学冶金技术水平,而后者则取决于矿产地质。因此,高纯度石英的找矿评价及工业硅的提纯是大力发展太阳能产业的重要途径。目前,以石英为原料进行高纯半导体材料和微电子材料等的合成在有些国家已经大规模工业化,并形成产业,如太阳能产业和高科技工业。据预测,在2010至2012年间,高纯石英原料将会短缺且竞争激烈。根据发达国家的实践经验,在哈萨克斯坦建立用于太阳能和其它高科技工业的高纯石英基地具有重要的理论和现实意义。哈萨克斯坦高纯石英资源丰富,在哈萨克斯坦中部,变质成因的石英脉及交代型的石英岩很普通,在东部、中部、南部和西部,石英结晶仡岗岩则很多,水晶矿床则主要集中在哈萨克斯坦的西南地区,花岗岩侵入体的水晶矿以及粒状石英脉几乎在哈萨克斯坦到处都有分布,结晶花岗岩则分布在哈萨克斯坦北部和南部地区,但是该国针对高纯石英的工业化研究与应用则很少。埃及的石英原料也很丰富,主要矿床位于该国中部和东南部地区,工业化研究与应用也很少。建议这两个国家将高纯石英原料作为太阳能产业及其它高科技产业发展的重点研究领域。     

长效硅钾肥在信阳水稻上的肥效试验研究

通过田间试验研究了长效硅钾肥在信阳水稻上的肥料效果。结果表明 ,长效硅钾肥对本区的水稻有显著的增产作用 ,其肥效优于同钾量的化肥。     

肃北富硅硫磺矿选矿试验研究

肃北硫磺矿床矿石中有用矿物为自然硫,硫品位一般在23%～36%。一直采用土法焚烧熔炼回收硫磺,造成环境污染和硫资源的浪费。通过对硫磺矿石进行物质组成研究和实验室流程选矿试验研究,确定了合理的工艺流程。矿石经一段开路和一段闭路磨矿后,采用最佳配比混合抑制剂及其他优化条件进行浮选,获得回收率为92.46%、含S80.78%的工业用硫磺精矿,为该硫磺矿的合理开发利用提供了科学依据。     

Seasonal variation and flux of dissolved nutrients in the Danshuei Estuary, Taiwan: A hypoxic subtropical mountain river

Comprehensive bimonthly field surveys were carried out from September 2000 to June 2002 to study the seasonal dynamics and the inter-annual variability of dissolved inorganic nitrogen (DIN; nitrate, nitrite and ammonium) and dissolved inorganic phosphorus (DIP) in a subtropical mountain river system, the Danshuei tributary, the largest urbanized estuarine system in Taiwan. The headwaters were found to be well aerated, saturated with oxygen, with low ambient DIN (<9 μM) and DIP (<0.2 μM) concentration. As the river flows through the city of Taipei, the river becomes hypoxic because re-aeration rates cannot keep up with elevated oxygen consumption, and the concentrations of DIP (7.53 μM) and DIN (390 μM) increase drastically. Conservative mixing was mostly observed for silicate while DIP and DIN mostly showed non-conservative removal characteristics. Silicate originates from weathering and erosion of bedrocks in the watershed, whereas nitrogen- and phosphorus-bearing nutrients come mainly from urban discharges. Ammonium is the predominant dissolved nitrogenous species, ranging from 10 to 1000 μM. The nutrient chemistry is complex and dynamic due to anthropogenic perturbations and reactions in the tidally mixed zone of strong redox gradients. On average, the annual loading rates of dissolved phosphate and dissolved inorganic nitrogen from the Danshuei River to the ocean are 0.1 and 3.2 Gmol/year, respectively, which represent 0.1% and 0.2% of the world's total river discharge of dissolved inorganic nitrogen and phosphate.     

氮化硅陶瓷空心浮力球在内爆临界状态下的失效分析

氮化硅陶瓷具有密度小强度高的优点,在深潜浮力设备领域具有广阔发展前景。然而陶瓷材料固有的脆性以及万米深海严苛的工作环境,使得氮化硅陶瓷空心浮力球在深水环境下面临着内爆的风险。为探究氮化硅陶瓷空心浮力球在内爆临界状态下的失效问题,设计并进行了三点弯曲试验,确定了氮化硅陶瓷材料的力学性能参数,包括弹性模量和破坏应力;随后对氮化硅陶瓷空心浮力球内爆试验的过程及结果进行了回顾总结;基于标准球壳模型与浮力球实物的CT扫描几何模型,对浮力球在内爆临界状态的失效过程进行了有限元仿真分析。结果表明：氮化硅陶瓷空心浮力球的性能存在一定不稳定性;结构内表面局部过大的拉应力是造成失效的主要原因,对内表面进行预加压处理或能提高其抗内爆性能。     

黄骅井太阳能电池板与仪器合理匹配实验

针对黄骅井近2年来受阴天及雾霾影响造成太阳能供电不足影响正常数据观测的情况,通过计算得到黄骅井须匹配约1200W的太阳能电池板以及3块150Ah蓄电池即可保障黄骅井遭遇恶劣天气下连续6天正常运转;并进行了单晶硅和多晶硅太阳能电池板发电能力对比实验,不同架设角度下太阳能电池板发电能力对比实验。结果表明,在华北地区多晶硅太阳能电池板比功率发电量要优于单晶硅太阳能电池板,黄骅井等无人值守台站宜采用多晶硅太阳能电池板供电;调节太阳能电池板架设角度可以改变其发电功率,但效果微弱,台站太阳能电池板架设在45°即可。     

全球冰川径流中硅的研究进展

硅(Si)是硅藻等海洋生物必需的营养元素,在海洋生态系统和碳循环方面扮演着重要角色.在全球变暖背景下,冰川加速消融,融水径流量快速增加,流域硅酸盐风化作用逐渐增强,导致大量Si元素随着融水释放出来并进入下游,很可能影响陆地与海洋生态系统生产力、碳循环并反馈气候变化.当前与冰川消融有关的Si释放及其影响研究已成为国际热点...     

电感耦合等离子体发射光谱法测定水中硅和锶

本文提出的等离子体发射光谱法测定水中的硅和锶,具有检出限低、线性范围宽,样品无需处理,可直接进样测量等优点。检出限：硅(以二氧化硅计)为0．5mg／L;锶为0．001mg／L。方法简便、准确,结果令人满意。     

硅热还原氮化法粉煤灰制备Sialon粉体的研究

在流动的N2气中,以粉煤灰和硅粉为原料,添加理论值和超理论值的硅粉,配料制成坯体,研究了坯体在1350~1500℃下氮化反应6 h的质量变化、物相转化规律和产物的形态特征。结果表明,坯体在1350℃、1400℃和1450℃时质量不断增加,1500℃时则急剧下降;1450℃时-βSialon含量最大,O-’Sialon则最低,当硅含量超理论值的10%时,Sialon固溶体总含量达到最大值(85.6%);Sialon形态多为花瓣状聚集态,并伴随出现少量的Si3N4纤维。     

Investigation of the lateral spread of erbium ions implanted in silicon crystal

The erbium ions at energy of 400 keV and dose of 5×10¹⁵ ions/cm² were implanted into silicon single crystals at room temperature at the angles of 0°, 45°and 60°. The lateral spread of 400 keV erbium ions implanted in silicon sample was measured by the Rutherford backscattering technique. The results show that the measured values were in good agreement with those obtained from the prediction of TRIM'98 (Transport of Ions in Matter) and SRIM2006 (Stopping and Range of Ions in Matter) codes.