厄瓜多尔Beroen侵入岩体的年代学与地球化学及其地质意义

对位于厄瓜多尔中新世金属成矿带的Beroen金银矿床不同位置的英云闪长岩和花岗闪长岩进行锆石U-Pb定年及地球化学研究。结果表明:加权平均年龄分别为(15.92±0.4)Ma和(34.73±0.7)Ma。结合两个岩体的地球化学特征对比,认为由于俯冲洋壳板片脱水后,交代软流圈地幔楔形成相似的母源岩浆在后期演化过程中差异化,渐新世的花岗闪长岩母源岩浆在区域伸展应力背景下上侵,倾向发育斜长石的结晶分异。而英云闪长岩是深层熔浆在上侵过程中受到挤压应力作用影响造成停滞形成的,熔体在中下地壳层进行以角闪石(±榍石)为主的结晶分异作用。构造背景的改变与Beroen绢云母蚀变形成时间都在中新世,成矿作用与中新世岩浆侵位有密切关系。     

湖南宝山矿区煌斑岩的地球化学特征及地质意义

最近在湖南宝山矿区发现了煌斑岩脉,岩石样品具有典型煌斑结构,斑晶矿物主要为辉石、长石、黑云母及石英。SiO2含量为50.23%~51.29%,(Na2O+K2O)为4.65%~5.63%,K2O/Na2O值为1.89~7.77。根据TAS图解和SiO2-Nb/Y图解投点,宝山煌斑岩为碱性系列钙碱性煌斑岩。煌斑岩过渡族元素配分型式为"W"形,相对富集Ti、Mn和Zn,明显亏损Cr、Co和Ni;微量元素表现为Th和LREE强烈富集并伴有K、Sr和Ba相对亏损的特征。煌斑岩中的锆石为岩浆锆石,U-Pb定年结果为(156±2)Ma,煌斑岩浆来源于受到俯冲组分改造的富集地幔。湖南宝山矿区煌斑岩的产出显示了燕山期深部岩浆活动的踪迹,反映燕山期区域陆内伸展的大地构造背景。     

大别山姚冲花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地质意义

姚冲斑岩型钼矿床位于东秦岭-大别山钼成矿带,矿体产于花岗岩外接触带大别片麻杂岩中。矿体下部的隐伏岩体岩性主要为二长花岗岩和花岗斑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明:二长花岗岩和花岗斑岩的侵位年龄分别为(139.6±2.0)Ma和(139.8±2.2)Ma,形成于晚侏罗世-早白垩世。锆石Hf同位素分析结果表明:姚冲钼矿区花岗岩的εHf(t)值范围为-30~-22.8,位于地幔演化线之下,tDM2值范围为2.21~2.60 Ga,表明其源于扬子板块北缘的古老地壳,其组成类似于扬子板块北缘TTG型岩浆岩。姚冲钼矿床形成于晚侏罗世-早白垩世构造体制从挤压收缩向区域性伸展的大转换阶段,扬子板块拆沉作用导致软流圈上涌,诱发加厚下地壳部分熔融产生的花岗质岩浆,为姚冲钼矿床成岩成矿作用提供了物质来源。     

湖南当家冲铜矿床白石峰岩体地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素

选择钦-杭成矿带中段当家冲铜矿区白石峰岩体为研究对象开展岩相学、地球化学、锆石U-Pb-Hf同位素方面研究。结果显示:白石峰岩体岩性为黑云母二长花岗岩,具有富Si(w(SiO₂)为70.95%～72.12%)、富碱(w(Na₂O+K₂O)为8.48%～8.99%)、弱过铝质(A/CNK为1.07～1.09)特征,成岩温度变化范围较大(锆石Ti温度计为658～816℃),指示其I型花岗岩属性。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果((135.4±0.8) Ma,平均标准权重偏差为1.9,N=14)显示白石峰岩体形成于早白垩纪,与华南地区燕山晚期大规模岩浆活动事件吻合。另外,白石峰岩体中Mg^#(35～38)、Co(3×10^-6～4×10^-6)、Ni(3×10^-6～5×10^-6)、Sr(111×10^-6～131×10^-6)和Yb(1.13×10^-6～1....     

湖南双峰县包金山金矿成矿流体与矿床成因EI北大核心CSCD

包金山金矿位于湖南省双峰金矿带上,根据矿床地质特征将成矿作用划分为变质热液期、岩浆热液期和热液叠加期等3个成矿期,并将岩浆热液期细分为乳白色石英脉阶段(A)、烟灰色石英脉阶段(B)和碳酸盐-石英细脉阶段(C)3个矿化阶段。通过流体包裹体显微测温、包裹体成分分析及氢氧同位素组成分析来研究矿床成矿流体特征,并分析矿床成因。包裹体岩相学研究发现,A、B阶段的石英中发育3类包裹体:气液两相包裹体(I型)、水溶液-CO_2包裹体(II型)和纯CO_2包裹体(III型)。A阶段发育大量I型包裹体和极少量II型包裹体,均一温度集中于260~380℃,盐度为3.12%~15.42%;B阶段发育I型包裹体,II型及III型包裹体明显增多,均一温度集中于250~370℃,盐度为2.31%~12.29%。群体包裹体气相成分以H_2O和CO_2为主,还含有N2、CH_4、H_2、CO等,液相成分主要为Ca^(2+)、Na^+、Mg^(2+)、SO_4^(2-)、Cl^-和NO_3^-。矿床主成矿期流体属低盐度、中高温、富CO_2的Ca^(2+)(Na^+、Mg^(2+))-SO_4^(2-)(Cl^-、NO_3^-)-H_2O-CO_2体系,估算成矿压力为70~113 MPa,估算最大成矿深度为4.2km。氢氧同位素分析表明主成矿阶段的流体来源于原生岩浆水。矿床成因类型为变质热液叠加中温岩浆热液充填交代型矿床。     

湖南新生矿区花岗岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

新生矿区花岗岩体岩性为黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩。花岗岩总体上具有富钾、高硅的特征,为钙碱性到弱过铝质花岗岩的过渡(A/CNK为0.93~1.13)。花岗岩具有强烈的Eu负异常(δEu为0.15~0.35),稀土元素配分曲线呈不对称的"海鸥型",与典型过铝质A型花岗岩的特征一致。花岗岩的10 000Ga/Al为3.62(3.47~4.00),与世界A型花岗岩平均值3.75相接近。锆石U-Pb年龄为(147.5±3.5)Ma(MSWD=2.6),显示岩体形成于燕山早期第二阶段。锆石的εHf(t)为-5.79~-4.15,暗示岩浆来源于均一源区,锆石的Hf同位素两阶段模式年龄(TDM2)为1.208~1.290 Ga,平均为1.227 Ga,说明岩浆源区有中元古代的古老地壳物质的加入。花岗岩构造环境判别图解显示为造山后(A2)的板内花岗岩。成矿花岗岩是在燕山早期晚阶段板内拉张背景下侵入地壳,并带来成矿物质形成矽卡型铜多金属矿床。     

中天山马鞍桥北花岗岩的形成时代与形成环境

锆石U-Pb同位素测年结果表明,中天山中段马鞍桥北花岗岩形成于395.1±0.9 Ma(MSWD=0.54)的中泥盆世早期。该岩体的铝饱和指数A/CNK值介于1.0~1.1,Na2O/K2O比值为1.2~3.2,属弱过铝质、富Na、低K的花岗岩;岩体的∑REE=(332.5~363.1)×10-6,(La/Yb)N=10.0~11.0,具有中等的Eu负异常,δEuN=0.64~0.71,并且具有大离子亲石元素(如Cs、Rb、Ba、Th等)富集,高场强元素(如Nb、Ta、Ti)亏损等地球化学特征,综合分析认为它应当形成于活动大陆边缘岩浆弧环境。     

宝山花岗闪长斑岩的岩石成因:地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

宝山矿床位于坪宝矿带的北端,产出与花岗闪长斑岩有关的铜钼铅锌银多金属矿床。对采自坑道内的新鲜岩脉进行岩石成分分析及锆石U-Pb和Hf同位素测试。锆石U-Pb定年结果显示:基质为细粒结构的斑岩成岩年龄为(180.5±2.0)Ma,基质为隐晶质的斑岩成岩年龄为(165.3±3.3)Ma,表明该区在燕山早期有多次(阶段)岩浆侵入活动,依据锆石Hf同位素组成计算的平均地壳模式年龄为1 709～1 951 Ma,在εHf(t)—t图解中,锆石点投在2.5 Ga平均地壳演化线附近,表明岩石源区为古老地壳。结合岩石地球化学特征,认为该区的花岗闪长岩是在燕山早期挤压背景下由中下元古界基底地层发生增厚熔融形成的。本区成矿时代对应于成岩时代,时限为160～180 Ma,其间岩浆的多阶段侵入带来充足的成矿物质,最终在地壳浅部层次形成多金属矿床。     

外延硅片表面时间雾的形成及其机理EI北大核心CSCD

外延片生产中有时会遇到外延硅片在洁净室中暴露--段时间后产生雾状宏观缺陷(即所谓的时间雾)的不利情形,然而关于外延硅片表面时间雾的成因目前尚不清楚。通过探究常压化学气相外延工艺生长的外延硅片表面时间雾的形成条件,发现外延硅片取出之前生长腔和传递腔之间的压力差是时间雾形成与否的关键因素。分析认为:取片之前,当生长腔相对传递腔为正压时,外延尾气的返流使得外延硅片表面吸附了尾气中的SiCl_(2)及其团簇(SiCl_(2))_(n),进一步吸附空气中的水分并与之发生化学反应,这是时间雾形成的内因。采用扫描电子显微镜(SEM)、X光能量色散谱(EDS)和全反射X光荧光光谱(TXRF)等手段,对时间雾相关的颗粒形貌和组分进行表征。结果表明:时间雾相关的颗粒呈现为规则多面体和球形两种典型形貌,前者与NH_(4)Cl小晶体有关,而后者与有机物有关。分析认为:洁净室空气中的含NH_(4)^(+)无机组分以及异丙醇(IPA)等有机组分是形成时间雾的外因。生产中避免外延硅片表面时间雾的根本措施在于,在外延炉腔中取片之前必须避免外延工艺的尾气不会返流至生长腔。     

镁锂合金的塑性变形与断裂:研究进展与展望EI北大核心CSCD

镁锂合金在航空航天、国防军工以及电子技术等领域具有重要应用。本文主要回顾了国内外针对镁锂合金塑性变形及断裂失效的研究工作,简要介绍了适用于镁锂合金的塑性加工工艺,总结了各种塑性加工工艺对镁锂合金微观组织及力学性能的影响,并且系统论述了镁锂合金的塑性变形机制及断裂失效行为。最后,本文指出了现有塑性加工工艺在镁锂合金应用中的局限性,以及限制镁锂合金应用的因素,并对未来镁锂合金的研究方向及重点进行了展望。     

HiPIMS的放电特性及其对薄膜结构和性能的调控EI北大核心CSCD

磁控溅射过程中的等离子体密度和离化率这些等离子体微观放电特性强烈影响着沉积薄膜的微观结构和性能,高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)凭借其较高的溅射粒子离化率的优势引起了广泛的研究和关注。为了探究HiPIMS的高离化率的产生原因和过程,掌握高功率脉冲磁控溅射技术对薄膜微观结构和性能的调控规律,从一般的磁控溅射技术原理出发,分析HiPIMS高离化率的由来及其与DC磁控溅射相比的技术优势,着重总结HiPIMS的宏观放电特点和微观等离子体特性;总结梳理近几年HiPIMS在硬质膜和透明导电薄膜领域的应用研究,明晰HiPIMS对薄膜微观晶体结构的影响及其对薄膜的力学、光电性能等的调控规律及其优势。HiPIMS独特的等离子体-靶相互作用,可以有效改善薄膜结晶特性,实现对光电性能的可控调控。     

室温停放时间对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响EI北大核心CSCD

采用显微硬度测试、室温拉伸试验,电导率测试和透射电镜等方法,对不同室温停放时间经过人工时效后的Al-Zn-Mg合金的力学性能、电导率和透射微观组织进行研究。结果表明:Al-Zn-Mg铝合金不经过室温停放时性能最优,强度、伸长率和硬度可以达到502.71 MPa、10.20%和173.20 HV;不同的室温停放时间Al-Zn-Mg合金的晶内析出相尺寸、数量以及晶界析出形貌和无沉淀析出带(PFZ)的宽度不同,室温停放3~6 h合金的综合性能优良,强度均能达到450 MPa以上,晶内析出相为亚稳相η′和平衡相η,晶界分布着断续的平衡相,PFZ宽度约为40~50 nm;室温停放的时间会影响后续人工时效GP区的形核。     

铸造宏观过程数值模拟技术的研究现状与展望EI北大核心CSCD

本文综述了铸造宏观过程模拟技术的研究现状。对比了不同流动场模型下铸造充型过程的差别,其中,两相流模型可准确地考虑气相对充型过程的影响。分析了不同应力场模型对铸造应力演变过程的适用程度,并阐明了其发展趋势。说明了适用于铸造宏观过程模拟的物性参数的获取及修正方法,即采用实验手段测量合金成分和液固相线温度,通过物性参数计算软件获得合金物性参数并做适当调整,进而结合测温实验对相关参数进行修正。对比了不同铸造工艺下的边界条件,并对高压铸造工艺(速度进口边界)和定向凝固工艺(辐射换热边界)的边界条件进行了说明。对比了不同网格类型的区别,并结合不同网格类型说明了不同数值求解算法的区别,本文认为自适应六面体网格和混合网格类型更适合于有限体积法(充型过程计算)和有限元法(凝固过程和应力计算)。针对各种铸造缺陷,对其预测模型和分析方法进行了说明,并阐明了其发展趋势。     

超疏水微纳多级表面的可控制造及其俘能应用EI北大核心CSCD

超疏水表面在防污减阻、油水分离、生物医用等领域应用广泛,在摩擦发电蓝色能源收集领域展现出新的应用前景,但其大面积制造及结构形貌的精确调控仍充满挑战。提出光刻和模塑成形相结合的微纳多级表面的可控制造工艺,分别以光刻工艺制造的微米孔和V形孔阳极氧化铝纳米孔为微米尺度和纳米尺度模板,采用一步模塑成形工艺实现微纳多级表面的构建,并通过改变模板尺寸简易并精确调控微纳多级表面的形貌和结构尺寸。通过接触角测量仪分析发现,相比单级纳米表面和单级微米表面,构建的微纳多级表面疏水性能显著提升,并实现超疏水,静态接触角最高达158°,滚动角仅为2°。最后开展超疏水微纳多级表面在水能收集方面的应用研究,采用搭建的固-液摩擦纳米发电测试装置分析表面结构对摩擦电输出性能的影响。结果表明:相比平膜和单级微米表面,微纳多级表面由于摩擦面面积增加和疏水性能增强产生更加优异的电输出信号。当水流速度为8 mL/s时,微纳多级表面的输出电压峰值最高为46 V,短路电流峰值最高为6.3μA。提出了一步模塑成形工艺,实现了超疏水微纳多级表面的大面积、可调控制造,基于微纳多级表面构建的固-液摩擦纳米发电机有望应用于水能收集、自驱动传感等领域。     

钢/铝层状复合板的拉伸力学性能与界面失效过程EI北大核心CSCD

采用准静态拉伸实验研究钢/铝复合板在1×10^(-4)~1×10^(-2)s^(-1)应变速率范围的拉伸力学性能与变形行为,通过扫描电镜表征分析复合界面的组织演变与失效机理。结果表明:钢/铝轧制复合界面生成厚度约8μm、含有少量金属间化合物Fe_(2)Al_(5)和Fe_(4)Al_(13)的过渡层。复合板的强度与钢、铝层之间满足混合法则,界面具有强化作用但易产生微裂纹,界面断裂失效和基层应变硬化导致应力-应变曲线波动。高应变速率加载使界面层急剧断裂,曲线波动程度增大,但断口的界面分离程度减小。准静态拉伸过程,钢/铝界面最先萌生裂纹,层间附加应力引起界面裂纹长大并扩展至铝层内部,钢层随后颈缩导致复合板断裂失效。提高钢/铝界面的结合强度可以改善层状复合板的变形协调性和力学性能。     

上引连铸-连续挤压Cu-Cr-Zr合金的组织与性能EI北大核心CSCD

采用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM),观察了非真空上引连铸-连续挤压制备的大卷重Cu-Cr-Zr合金线杆的铸态、连续挤压态、固溶态和时效态的组织结构;通过力学、物理性能测试研究了各状态合金的性能变化规律。结果表明:上引连铸Cu-Cr-Zr合金线杆铸态为粗大柱状晶,存在CrSi2一次颗粒相;连续挤压后铸态柱状晶粒内部产生强烈的剪切变形,在TEM像中可观察到明显的位错塞积和缠结;连续挤压态合金线杆适宜的固溶处理温度范围为920~960℃,在大于980℃的固溶态组织中观察到孔洞缺陷;在正常固溶态组织中观察到粗大的Cr3Si颗粒相和纳米级含Zr的富Cr颗粒相,经选区电子衍射谱标定为Cr2Zr相;连续挤压线杆经(920℃,1 h)固溶+(60%的冷拉变形+时效+60%冷拉变形)后仍具有较好的综合性能,其抗拉强度为576 MPa,导电率为82%IACS。     

连铸工艺参数对复合铜包钢线组织与性能的影响EI北大核心CSCD

连铸复合法是制备高性能金属复合材料的新方法,提高连铸速度对提高生产效率、降低生产成本具有重要现实意义,连铸速度的提升将显著影响连铸复合过程凝固行为和铸坯质量。本研究采用连铸复合法制备外径8.7 mm、芯材直径6 mm的纯铜包覆Q235钢线,研究较高速连铸状态下工艺参数对铜包钢线表面质量、铜包覆层组织、界面扩散层厚度和界面剪切强度的影响。结果表明:在连铸速度300~420 mm/min、复合温度1150℃、一次冷却水流量400~800 L/h、二冷水流量100 L/h的工艺条件下制备的铜包钢线表面质量较好,铜层晶粒细小,界面结合强度高。     

电磁悬浮下Ti-Al-Zr合金的快速枝晶生长与腐蚀机理EI北大核心CSCD

采用电磁悬浮技术实现Ti_(47)Al_(47)Zr_(6)合金的快速凝固,并结合电化学方法对合金在模拟海水条件下的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:电磁悬浮条件下α-Ti枝晶生长速度随过冷度增大呈指数型增大;在277 K的过冷度下,α-Ti枝晶的生长速度达到15 m/s;随过冷度的增大,合金中初生α-Ti枝晶显著细化,枝晶间γ相的形成被抑制;枝晶间γ相耐腐蚀性能最差,点蚀先发生在枝晶间的γ相中,然后,腐蚀向α-Ti枝晶发生共析转变形成的板条状γ+α_(2)区域蔓延,并且从γ相到α_(2)相相继被腐蚀。提高枝晶间γ相中Zr含量能够强化钝化膜的保护性,阻碍枝晶间γ相点蚀的发生。而且,减少枝晶间γ相的晶粒数量可以削弱微电偶效应,降低合金的点蚀敏感性,从而其延缓腐蚀进程。     

激光选区熔化成形含锆Al-Cu-Mg合金的显微组织与力学性能EI北大核心CSCD

采用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备含锆Al-Cu-Mg合金,通过SEM、EBSD、TEM、拉伸实验等方法研究沉积态和热处理态试样的显微组织与力学性能。结果表明:当激光能量密度为370 J/mm^(3)时,试样的致密度最高。原位生成Al_(3)Zr使试样的平均晶粒尺寸细化为1.28μm,消除了SLM成形Al-Cu-Mg合金中的热裂纹。尺寸为50~300 nm的Al_(3)Zr亚稳态相(L1_(2)-Al_(3)Zr)分布于基体,L1_(2)-Al_(3)Zr可充当α(Al)非均匀形核的有效衬底,与α(Al)晶面的错配度低,也能阻碍晶界迁移,抑制晶粒长大。工艺优化后,沉积态试样的室温抗拉强度为(369±9) MPa,伸长率为(12.4±0.6)%;T6热处理后,试样的抗拉强度提升至(485±10) MPa,伸长率略降为(11.2±0.5)%。细晶强化和弥散强化分别主导了沉积态和热处理态试样的强度提升。     

热障涂层脱粘裂纹缺陷的高温表征方法与演变规律EI北大核心CSCD

热障涂层在服役过程中相邻区域脱粘裂纹的扩展合并是造成陶瓷层最终剥落的重要原因,然而缺乏简单有效的无损测试方法。提出利用空腔高热阻在陶瓷层表面局部热积累,形成表面亮斑的特点,通过亮斑反向跟踪脱粘缺陷的新方法。结果表明,在界面处制备水溶性盐斑,继续喷涂陶瓷层后用水浴溶解的方式可在YSZ与金属粘结层界面有效预制特定外形与尺寸的人造脱粘裂纹缺陷;预制脱粘裂纹与表面高温亮斑尺寸呈正相关,且近似呈现为比例系数为1.031的线性关系,当预制裂纹直径大于0.4 mm时,可在涂层表面观测到亮斑,当预制裂纹直径大于0.7 mm时,用亮斑尺寸预测裂纹尺寸的相对误差低于15%;在梯度热冲击循环下,热障涂层随热冲击次数的增加,表面首先出现亮斑,随后亮斑长大、合并,在2500次左右热循环时合并速度加快,最终陶瓷层在亮斑处局部剥落。基于脱粘裂纹对于纵向热流的阻碍作用,提出一种人造脱粘裂纹缺陷的预制方法,并确立一种通过测量表面亮斑尺寸估计内部裂纹尺寸的热障涂层无损测量方法。解决了热障涂层高温缺陷难以实时观测的问题,并进一步研究了其高温演变规律,可为热障涂层的寿命预测提供数据支持。