烷基苯对酯类油/R32制冷剂混溶物黏度的改善研究

运动黏度是润滑油关键的技术指标之一。制冷系统中油品的润滑及密封性能,取决于“油/制冷剂混溶物”的黏度特征。目前,R32制冷剂因具有更低的GWP(全球变暖潜能值),被广泛用于空调系统替代R410A制冷剂,2种制冷剂的配套润滑油均为酯类油(POE)。R32替代R410A后,油/剂混溶物的黏度急剧下降,导致油品的润滑性及密封性随之变差。

下地幔布里奇曼石与毛钙硅石混溶对大型剪切波低速省长期演化的动力学影响:二维数值模拟

布里奇曼石(bridgmanite)和毛钙硅石(davemaoite)是下地幔主要的端元矿物,是构成下地幔的重要基石.矿物物理学新的研究发现,在高温高压条件下这两种矿物可以发生混溶,因而可能改变下地幔的物理化学状态.本研究我们在二维地幔对流数值模型中以相变的方式模拟布里奇曼石和毛钙硅石混溶现象,讨论其对地幔热-化学结构(尤其是下地幔大型剪切波低速省)的长期动力学影响.模拟结果显示,布里奇曼石和毛钙硅石混溶更有利于下地幔大型剪切波低速省长期保存,并且这种稳定作用随大型剪切波低速省与周围地幔密度差减小而更加显著,而相变边界的克拉伯龙斜率则在长期演化过程中起次级作用.

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的混溶性

基于包含Lee-Huang-Yang修正的物态方程,研究了具有排斥相互作用的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体在平均场弱失稳区间的基态相图.根据相平衡条件,确定了等质量混合体系中不混溶态、部分混溶态以及均匀混溶态之间的相边界.在原子密度足够稀薄的情形下,给出了相边界和量子临界点的解析表达式.讨论了密度响应的静态极化率在量子临界点附近的发散行为.对于不等质量的双组分凝聚体,利用低浓度展开的物态方程,得到了部分混溶态出现的阈值密度,并提出了判断部分混溶构型的解析方法,为钠、钾、铷等冷原子混合体系的实验观测提供了明确的理论指引.

常压下硫酸盐与基性硅酸盐熔体不混溶的实验研究

自然界中广泛存在硅酸盐与硫酸盐之间的熔体不混溶现象,这种不混溶过程控制了岩浆演化过程的氧逸度变化和岩浆中S的含量,同时也对金属元素的富集具有重要意义。前人对硫酸盐与硅酸盐的熔体不混溶过程及稀土元素在不混溶相分配行为的研究主要集中在碱性硅酸盐与硫酸盐体系,但对基性硅酸盐与硫酸盐的熔体不混溶行为及稀土元素在此过程中的分配规律研究仍相对薄弱。本文选择基性硅酸盐样品与实验用Na_(2)SO_(4)按质量比1∶1制成混合实验样品粉末,并添加少量H_(3)BO_(3)作为助熔剂,通过马弗炉加热至1200℃,使粉末完全熔融,并在1200℃恒温12 h后在马弗炉中快速冷却至常温。对加温-冷却后的样品进行详细的岩矿相、SEM/EDS和不同相态的原位LA-ICP-MS分析。研究结果表明,在1200℃的条件下,硫酸盐与基性硅酸盐熔体可以大比例混溶,且降温会造成两者的不混溶,在不混溶过程中Na、Ca、K、REEs等趋向于进入硫酸盐熔体。不混溶形成的硫酸盐熔体中,稀土元素含量明显高于残余硅酸盐熔体,但轻重稀土元素没有明显的分异。不混溶硅酸盐熔体冷凝形成的玻璃相中除硫酸盐球粒外,还可见镁铁矿、蓝方石、赤铁矿等矿物斑晶,表明富硫酸盐的基性硅酸盐熔体在降温过程中可以造成蓝方石、镁铁矿和赤铁矿的结晶分离,使残余硅酸盐熔体中S、Fe、Mg含量和岩浆氧逸度降低,这可能是地壳浅部出露的幔源基性脉岩中通常S含量不高和相对还原的原因。

难混溶合金微滴中L_(2)相迁移动力学行为

基于传热模型,计算了直径分别为300、600和900μm的Fe-52%Cu合金微滴在自由凝固条件下的温度场分布,分析了温度梯度的变化及L_(2)相小球动力学特点。结果表明,合金微滴在相分离过程中其中心与表面温差较小(<5 K),而对于给定尺寸的微滴其径向方向上温度梯度却差异较大,但温度梯度值随时间成一次线性减小。通过理论计算,确定了小球在三种微滴内最大可迁移时间,分别是0.0206、0.07和0.141 s。此外,还比较了小球在三种微滴内的迁移距离,发现同尺寸小球在合金微滴内最大迁移距离与微滴半径之比为定值,r/R=0.4849,表明小球在合金微滴内的末态相对位置不依赖于微滴直径。这与目前大部分研究者对合金微滴直径影响核/壳结构形貌的观点有所不同。本研究不仅有助于理解核/壳型粉末的形成过程,同时为新材料设计奠定重要理论基础。

砂岩储层烃类不混溶包裹体特征、成因及地质意义

为了系统研究储层中鲜有关注却较为普遍检测到的一种包裹体类型——烃类不混溶包裹体,采集了多个沉积盆地的大量砂岩样品,利用包裹体岩相学、显微荧光、显微测温、包裹体气液比和水油比检测等一系列手段,研究了天然形成的烃类不混溶包裹体特征与成因:(1)油气不混溶包裹体为天然气气侵原油,因压力变化引起的油气相态分离而非均一捕获形成,具有异常高均一温度和变化的气液比与捕获相态;(2)沥青-油和(或)气不混溶包裹体成因是油包裹体被均一捕获后热裂解、气相逃逸或者油藏水洗、生物降解、气侵和热裂解等生成的沥青与油(气)非均一捕获,前者具有相似的沥青含量,后者沥青从不含到富有均有分布;(3)包裹式水膜和与水相呈分离式接触的水-烃包裹体反映油气充注储层驱替地层水的过程,微量水对均一温度影响甚微;(4)薄油膜的油-水包裹体反映水与烃类流体的相互作用,指示古油藏破坏而残余油与地层水非均一捕获或以生气为主的超压沉积盆地,携带轻烃的天然气溶解于水,"萃取油相"与地层水非均一捕获;(5)气-水不混溶包裹体表明储层中水溶气存在,具有异常高均一温度和变化的气液比,形成于压力变化引起的天然气与水的相分离过程。沉积盆地的有机质类型、构造和热演化历史,决定烃类流体的类型、成熟度、以及之间的相互作用、储层流体所处的温度和压力条件以及稳定性,这些从根本上控制着不混溶包裹体发育及类型。

沥青再生过程中界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响

为研究相同级配、不同拌和因素下再生沥青混合料界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响,基于红外光谱法将再生过程中新旧沥青“部分混溶”的定性问题转向定量,建立了再生沥青混合料混溶成效量化评价方案,研究了不同RAP掺量、拌和温度和干拌时间因素下界面新旧沥青混溶成效与再生料疲劳寿命的联系,进而优选了拌和方案。结果显示:不同拌和因素下,混合料疲劳性能随着界面新旧沥青混溶成效变化而变化,优选拌和方案为40%RAP掺量、165℃拌和温度和90 s干拌时间。

贵州水银洞金矿床成矿流体不混溶的包裹体证据

通过对水银洞金矿床中流体包裹体的观测和热力学参数计算,探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。研究结果表明,该矿床石英中的流体包裹体分为H_2O包裹体、CO_2包裹体和CO_2-H_2O包裹体三大类,并以富含CO_2-H_2O包裹体为特征,CO_2-H_2O包裹体可进一步划分为富H_2O相CO_2-H_2O包裹体和富CO_2相CO_2-H_2O包裹体。加热时富H_2O相CO_2-H_2O包裹体完全均一成H_2O相;而富CO_2相CO_2-H_2O包裹体完全均一成CO_2相,而且二者的完全均一温度和完全均一压力一致,说明它们是同时期捕获的CO_2-低盐水不混溶流体包裹体组合。它们形成时的热力学条件是:形成温度236℃,形成压力324 bar(1bar=10~5Pa);共存两相流体密度:低盐水相0.900 g/cm^3,CO_2相0.314 g/cm^3;共存两相中CO_2的摩尔分数:低盐水相0.0376,CO_2相0.7337;水溶液含盐度w(NaCl)约为1.3%。

山东沂南金铜铁矿床中的液态不混溶作用与成矿:流体包裹体和氢氧同位素证据

沂南矽卡岩型金铜铁矿床产于燕山期中酸性侵入岩与新太古界—寒武系地层接触带附近。氢、氧同位素研究表明,早期干矽卡岩阶段(Ⅰ)和湿矽卡岩-磁铁矿阶段(Ⅱ)的成矿流体主要为岩浆水,晚期石英-硫化物阶段(Ⅲ)和碳酸盐阶段(Ⅳ)的成矿流体则显示有大气降水混入的岩浆水特点。流体包裹体研究表明,成矿各阶段热液矿物中的包裹体类型丰富,以气液两相盐水包裹体、含子晶多相包裹体和CO2-H2O包裹体为主,次为纯液相水包裹体和纯气相水包裹体,偶见晶质熔融包裹体。由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ阶段,气液水包裹体均一温度(520～430℃→430～340℃→250～190℃→190～130℃)呈现逐渐降低的趋势。在Ⅰ、Ⅱ阶段的石榴子石和绿帘石中,晶质熔融包裹体与同期次捕获的具不同气相分数的气液水包裹体及含子晶的多相包裹体共生,表明它们被捕获时是一种熔体与流体共存的不混溶状态。在Ⅲ阶段的石英(少量Ⅱ阶段的绿帘石)中,常见气相充填度变化很大的气液水包裹体与同期次捕获的纯液相水包裹体、纯气相水包裹体、含子晶的多相包裹体以及CO2-H2O包裹体共生,且共生的不同类型包裹体均一温度相近,表明此阶段成矿流体曾发生过广泛的沸腾(不混溶)。因而认为,在沂南矿床由岩浆结晶分异到热液成矿的整个演化过程中,可能先后经历了两种液态不混溶作用,早期岩浆熔融体与气液相流体的不混溶导致含矿气水热液的析出,晚期气相与液相组分的不混溶(沸腾)则导致了金、铜、铁的沉淀。

难混溶合金及其制备技术研究进展

综述了难混溶合金在微重力和地面条件下制取具有均匀弥散相结构的研究成果。指出了形核、生长 扩散 对流 /扩散、重力造成的沉积或上浮、相间界面能、Ostwald熟化、Marangoni运动、Brownian凝并、第二相含量和冷却速度等影响难混溶合金凝固的各种因素 ,分析了难混溶合金在定向凝固过程中从纤维型规则复合组织到规则排列的串状组织再到弥散分布粒子的组织演变现象。根据难混溶合金的凝固特点 ,介绍了粉末冶金法、定向凝固法、模拟微重力熔融铸造法、搅拌铸造法、快速凝固法等几种不同特点的制备技术。总结了密度动态法、分离粒子法、相场法等计算机组织模拟方法在难混溶合金方面的应用 ,同时指出了难混溶合金研究存在的问题和今后的研究方向。

贵州太平洞金矿床流体包裹体特征及流体不混溶机制

太平洞金矿床是兴仁-安龙金矿带灰家堡金矿区的重要卡林型金矿之一。流体包裹体研究证明,石英-黄铁矿阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-毒砂阶段(Ⅱ)、石英-方解石-雄黄阶段(Ⅲ)的包裹体类型丰富,以气液水两相包裹体、CO2-H2O包裹体和纯液相水包裹体为主,CO2两相包裹体、纯气相有机质包裹体和有机质-H2O包裹体次之,偶见气液有机质包裹体。由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ阶段,气液水包裹体均一温度(200～260℃→180～240℃→100～160℃)呈现逐渐降低的趋势。在Ⅰ阶段的石英中,只在局部偶见到CO2-H2O包裹体和气液两相水包裹体共生;在Ⅱ阶段的石英中,纯液相水包裹体、气液两相盐水包裹体、CO2-H2O包裹体、CO2包裹体及纯气相有机质包裹体共存,它们共生在同一平面中且气液两相盐水包裹体和CO2-H2O包裹体测温数据相差不大,说明当时捕获的是不均匀成矿流体,它是由含有机质的成矿流体经历了CO2-低盐度水的不混溶作用形成的。因而认为,太平洞金矿床中成矿早期流体不混溶作用不明显,主成矿阶段流体的不混溶作用是导致金矿质沉淀的重要原因。

富氟花岗岩浆液态不混溶作用及其成岩成矿效应

除了结晶分异模式外,富氟花岗岩浆液态不混溶作用也是伟晶岩成岩成矿的重要机制。熔体包裹体和实验研究表明,富氟花岗岩浆的液态不混溶会形成富挥发份的贫硅熔体和与其共轭的富硅酸盐熔体。花岗岩中的异离体型伟晶岩和贯入状脉型伟晶岩,挥发份、助熔剂等元素和同位素组成在不混溶相间的突变性是该类不混溶作用的主要标志。富氟花岗岩浆不混溶作用不但可以解释伟晶岩的特征性矿物分带,对传统的伟晶岩成岩理论提出了挑战;还对稀有金属有高度富集作用,这主要归功于F、B、P等挥发份对稀有金属元素的亲和力。然而,目前该类不混溶作用成矿效应的研究还比较薄弱,这主要要归因于没有理想的地质对象。甲基卡矿床是亚洲最大的固体锂矿床,初步研究表明该矿床发生了富氟花岗岩浆液态不混溶作用,是研究氟花岗岩浆液态不混溶过程中稀有金属的分配、迁移、富集规律和机制的理想对象。

四川丹巴燕子沟金矿床成矿流体不混溶的流体包裹体证据

四川丹巴燕子沟金矿床是产于泥盆系碳质板岩、千枚岩中的石英脉型金矿床,矿体形态呈脉状、似层状,明显受断裂构造和顺层韧性剪切带或层间破碎带控制。成矿过程可分为沉积期、热液期和表生期3个成矿期,其中热液成矿期为主要成矿期。该期石英脉中的流体包裹体分为H2O包裹体、CO2包裹体和CO2-H2O包裹体3大类,并以富含CO2-H2O包裹体为显著特征。加热时富H2O相CO2-H2O包裹体完全均一成H2O相,富CO2相CO2-H2O包裹体完全均一成CO2相,而且二者的完全均一温度和压力一致,说明它们是同期捕获的CO2-低盐水不混溶流体包裹体组合。当含CO2流体发生不混溶时,CO2的溶离使成矿流体中pH值升高、f（O2）降低,从而导致Au溶解度降低,这是形成本矿床的主要原因。成矿温度为393℃,成矿压力为148.5～179.0MPa,矿床属于高温高压的变质热液金矿床。

CO_2-H_2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例

运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分(fCO2=70.79MPa)、酸性(pH=3.71)、还原性(fO2=0.50×10-36MPa)、中温(267℃)、具有超压(180MPa)性质的含Au(a∑Au=3.744×10-8mol/L)流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降(28.50～35.30MPa),CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低(fCO2=0.80MPa、fO2=2.512×10-42MPa),酸碱度升高(pH=4.32),同时伴随温度的下降(224℃),成矿热液中Au溶解度的降低(a∑Au=3.790×10-9mol/L),从而快速沉淀下来成矿。

长英质岩浆中液态不混溶与成矿作用关系的实验研究

本文的实验研究表明：１２５０℃（１０５Ｐａ）条件下呈均一状态的花岗岩－ＫＢＦ４－Ｎａ２ＭｏＯ４体系，在１０００℃条件下发生液态不混溶形成三种熔体：相对偏酸性的液滴、相对偏基性的熔体和成矿熔体。成矿熔体中富含ＣａＯ、ＭｇＯ和ＭｏＯ２组分。红外光谱研究表明：硅酸盐熔体结构以［ＳｉＯ４］基团为主，而成矿熔体结构中存在Ｃａ—Ｆ、Ｃａ—Ｏ—Ｍｏ、Ｈ—Ｏ—Ｈ以及Ｘ─ＯＨ（Ｘ＝阳离子）基团，说明Ｈ２Ｏ和Ｆ富集在成矿熔体中。液态不混溶作用产生的三种不混溶熔体的结构差异明显，主要表现在结构单元中桥氧数目的变化，相对偏酸性的Ａ类小球体的结构单元中桥氧数最高，基底玻璃熔体中桥氧数则相对较少，而成矿熔体中不存在桥氧。本实验研究结果表明长英质岩浆中的液态不混溶可直接导致成矿熔体的形成。这意味着长英质岩浆中的液态不混溶可直接导致斑岩矿床的形成。

Al-Bi难混溶合金快速连续凝固的实验研究

采用 Al-(3．4—15)%Bi(质量分数)难混溶合金进行了快速连续凝固实验,研究了 Bi 含量和凝固速率对快速连续凝固组织的影响．结果表明,少量富 Bi 相粒子尺寸随着 Bi 含量的增加而增大,提高凝固速率有助于制备少量富 Bi 相粒子均匀分布的难混溶合金．通过分析富 Bi 粒子尺寸分布,发现沿试样轴向和径向方向粒子平均直径变化不大,试样表层处粒子尺寸较小．研究表明,快速连续凝固是制备均质难混溶合金的有效途径．

白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床成矿过程中的流体不混溶作用

白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床赋存在白云岩内,矿体由磁铁矿、稀土氟碳酸盐、萤石、霓石、角闪石、方解石和重晶石等矿物组成。在白云鄂博矿床矿石和脉石矿物中赋存有两/三相富CO2、三相高盐卤水和两相水溶液包裹体3大类型。显微测温表明富CO2包裹体内还有近于纯的CO2,成矿流体为H2O-CO2-NaCl(-F-REE)体系。高盐卤水包裹体和富CO2包裹体共生且具有近似的完全均一温度,表明初始热液发生了流体不混溶作用。流体包裹体中出现稀土子矿物,表明初始成矿流体含有很高的稀土元素,这也许是形成白云鄂博超大型稀土矿床的原因。

广西栗木锡钨铌钽矿床岩浆液态不混溶作用及其与矿化的关系

锡钨多金属矿化多与Li-F碱长花岗岩有关,其岩浆演化晚期常发生较大规模的液态分异作用。广西栗木锡钨铌钽矿与成矿有关的岩体包括肉红色中粒碱长花岗岩以及顶部的白色细粒碱长花岗岩。矿化产于碱长花岗岩顶部附近,主要矿化类型包括花岗岩型钨锡铌钽矿化、似伟晶岩型钨矿化、长石石英脉型钨矿化和石英脉型钨锡矿化。碱长花岗岩中存在大量岩浆液态不混溶现象,包括矿囊、似伟晶岩和细晶岩等。地质地球化学研究发现,岩浆液态不混溶作用贯穿于栗木碱长花岗岩分异演化的全过程,矿囊代表岩体中富含钨锡和挥发份的岩浆,岩体顶部的似伟晶岩和细晶岩是碱长花岗岩岩浆分异的结果。在岩浆液态不混溶作用过程中,W、Sn、Nb、Ta等成矿元素以及挥发份不断富集,形成岩浆岩型、长英质脉型以及石英脉型矿化。不同类型的矿化对应岩浆液态不混溶作用的不同阶段,由此建立了栗木矿床岩浆液态不混溶的成矿演化模型。

滇西富碱斑岩中特殊包体岩石的流体包裹体幔源不混溶特征

滇西地区沿金沙江-哀牢山断裂带产出了一套新生代富碱斑岩,其中发现了与镁铁-超镁铁质深源包体岩石共生的含石英的方解石包晶(体)、石英钠长石伟晶岩包体和含玻璃包裹体的纯石英包晶(体)以及富铁熔浆包体。流体包裹体地球化学研究表明,该四类特殊包体的形成与富含CO2流体持续减压而造成的不混溶作用有关;而玻璃包裹体与水溶液包裹体以及CO2包裹体共生,表明它们被捕获时是一种熔体与液体共存的不混溶状态。稀土和微素元素地球化学研究显示流体源自富集地幔;纯石英包晶(体)和富铁熔浆包体的Zr、Hf含量呈现相反的异常,表明这些特殊包晶(体)为同一地幔流体(熔体或流体)伴随上升减压引发不混溶作用的产物,同时也显示了地幔流体在上涌至地表的过程中由熔体向液体转化的可能事实。

Al基难混溶合金快速定向凝固研究 Ⅱ.恒定磁场的影响

在自制的具有磁场作用的快速定向凝固装置上,考察了磁场对Al-Bi难混溶合金凝固组织的影响,并从理论上分析了磁场对难混溶合金液-液相变过程中液滴形核、空间运动和碰撞凝并的影响．结果表明,在磁场作用下液滴的运动速度以及由运动导致液滴间碰撞凝并的概率得到有效降低;随着磁场强度的增加,合金组织中富Bi粒子平均尺寸减小,分布更弥散．