海洋磷酸盐对稀土元素的超常富集作用

通过对西太平洋富稀土深海沉积物研究进一步证实,深海沉积物中稀土元素(REY)的富集与P和Ca密切相关,并与生物磷灰石的发育成正比。西太平洋研究区稀土赋存载体之间的定量关系可表达为:∑REY=0.002×[Al_(2)O_(3)]+0.004×[MnO]+0.057×[P_(2)O_(5)]-235.7(单位为μg/g)。

富Ce稀土对多元Al-Si活塞合金凝固组织的影响

采用DSC以及光学显微镜与扫描电镜研究了富Ce稀土(0.1wt%,0.3wt%,0.5wt%)对多元近共晶Al-11.5Si-4Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe(wt%)活塞合金凝固组织的影响。发现富Ce稀土加入对该合金的共晶硅和多种第二相的凝固温度、形态与体积分数均有明显影响。富Ce稀土的加入,使Al-Si共晶温度降低,T-Al_(9)FeNi相和δ-Al_(3)CuNi相析出温度升高。富Ce稀土加入量0.3wt%时,共晶硅变质效果最佳,T-Al_(9)FeNi相由初始的板条状转变为小块状,体积分数减小到3.22vol%,δ-Al_(3)CuNi相由初始的片状转化为鱼骨状,体积分数增加到6.47vol%。富Ce稀土中La、Ce原子在凝固过程中富集在固液界面前沿,增大了成分过冷,细化共晶组织。当富Ce稀土含量为0.5wt%时,合金中出现长针状富稀土相。

提高ZM3合金高温蠕变性能的研究

航发科技铸造厂生产的前整流舱铸件是某型号发动机上的一个非常重要产品,属Ⅱ类铸件,材料为ZM3。该铸件在2001年进行的生产中,连续5个批次工艺检查高温蠕变性能不合格,严重影响了产品加工和装机,造成巨大损失。ZM3合金中有两种重要元素:稀土和金属Zr,金属稀土对高温性能影响巨大,锆主要用于细化晶粒。经反复多次试验,最终确定了富铈稀土的成分控制点:富Ce稀土中的稀土含量≥98%以上,其中Ce的含量应≥45%,同时富铈稀土中的金属Nd的含量范围10%~18%也得到了明确。该项研究结果已经体现在了我国的相应国家标准、行业标准和企业标准之中。

鄂西宜昌地区寒武系页岩过剩钡成因及其对有机质富集的指示

通过对鄂西宜昌地区鄂阳页1井(EYY1)寒武系底部岩家河组和水井沱组下部的总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、微量元素(Ba、U、Th)和稀土元素分析,并结合前人对中上扬子地区7个位于不同沉积环境区寒武系剖面的研究结果和已有数据报道,讨论了寒武系水井沱组富有机质页岩中过剩钡(Ba过剩)的成因、来源及其对海洋古生产力水平的指示。结果表明,中上扬子地区寒武系富有机质页岩普遍富集Ba过剩,而且从浅水内陆棚到深水外陆棚——大陆斜坡,再到热水沉积区,寒武系页岩的Ba过剩富集程度趋于增加,反映了与古陆物源区的距离远近以及古地理背景对Ba过剩富集的控制。寒武系富有机质页岩中所富集的Ba过剩有热液成因和生物成因两种来源,Ba过剩-Eu异常图版可用于推测其主要来源:黔北—湘西北地区所处的热水沉积区内Ba过剩含量极高(>10000μg/g),具有显著的正Eu异常,且Ba过剩与Eu异常值具有正相关性,指示Ba过剩主要为热液成因,其含量变化反映了热液活动的强度;鄂西地区和黔南地区Ba过剩含量相对较高(5000~10000μg/g),四川盆地西部Ba过剩含量相对较低(<1000μg/g),而且都不具备正Eu异常,指示Ba过剩为生物成因,其含量变化与古生产力水平有关。与中上扬子其他地区寒武系页岩的TOC含量、U/Th值及Ba过剩富集程度的综合对比表明,宜昌地区较高的古生产力水平和强还原条件为有机质的来源和保存提供了物质基础和有利条件,共同决定了寒武系水井沱组页岩有机质的富集。

阳离子场强对BaO-SiO_(2)-Ln_(2)O_(3)微晶玻璃结构及高温性能影响

SiO_(2)-BaO基微晶玻璃以其膨胀系数高、耐高性能优异而成为耐高密封领域研究的热点,但稀土氧化物对该类封接玻璃改性的影响研究尚不多见。本工作研究不同高阳离子场强(Cation field strength,CFS)的稀土氧化物取代传统碱土氧化物BaO对新型富稀土—SiO_(2)-BaO-Ln_(2)O_(3)(SBLn,Ln=La、Sm、Er、Yb)系列玻璃的网络结构、结晶行为、微观结构和高温性能的影响。随着稀土阳离子场强由2.82(La^(3+))增大到3.98(Yb^(3+)),SBLn玻璃的玻璃转变温度(T_(g))、析晶起始温度(T_(x))、析晶峰值温度(T_(p))均逐渐增加,说明高稀土阳离子场强有利于提高SBLn玻璃的热稳定性。四类富稀土SBLn玻璃的结晶相均由BaSiO_(3)和BaSi2O5相组成,随稀土阳离子场强增大,BaSiO_(3)相减少、BaSi2O5相增多,稀土元素只存在于玻璃相中,不参与晶相析出。随着稀土阳离子场强增加,SBLn微晶玻璃的热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion,CTE)由12.52×10^(–6)/℃增大到13.13×10^(–6)/℃(30~800℃),但析晶量下降导致软化温度从1313.5℃降至1174.1℃。总之,富稀微晶玻璃材料高热膨胀系数大于12×10^(–6)/℃、软化温度均高于1150℃,且在700℃高温下的直流电阻率大于106Ω·cm,说明富稀土微晶玻璃密封材料具有在固体氧化物燃料电池、氧传感器、铂薄膜热敏电阻器等高温场景下的应用前景。

湖南锡田富稀土碱长花岗岩的发现及地质意义

湖南锡田Sn、W多金属矿是1999年国土资源部启动新轮国土资源大调查以来继骑田岭Sn矿取得重大找矿突破后的又重大发现,近年来备受国内外研究者关注(苏红中等,2015;章邦桐等,2012),特别是著者近来发现锡田碱长花岗岩成稀土矿、岩浆作用成Sn、W多金属矿成为南岭地区W、Sn、Li、Nb、Ta、稀土等成矿岩体的典型代表之(徐慢等,2020;张迪等,2015)。

铈氧化物对ZrO_(2)泡沫陶瓷组织和性能的影响

以聚氨酯泡沫为前驱体,以Mg稳定ZrO_(2)粉为原料、聚乙烯醇为黏结剂、聚丙烯酸铵为分散剂,采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_(2)泡沫陶瓷,研究稳定剂的种类和含量对ZrO_(2)泡沫陶瓷显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:添加富铈稀土和CeO_(2)均可促进四方相ZrO_(2)的稳定,相同条件下富铈稀土比CeO_(2)稳定效果更好;富铈稀土的质量分数为1.0%时,制备的ZrO_(2)泡沫陶瓷过滤器稳定性最佳,并具有最佳的力学性能,此时其四方相含量、体积密度、气孔率、抗折强度和抗压强度分别为35%、3.29 g/cm^(3)、33.0%、1.16 MPa和1.38 MPa,同时材料具备良好的抗热震性。

鲁西微山稀土矿床成矿机制研究现状及展望

鲁西微山稀土矿床是一个典型的碳酸岩型内生轻稀土矿床,其成矿机制目前仍存在结晶分异作用、流体不混溶作用及热液蚀变作用等方面的分歧。该稀土矿床中发育大量的熔体、熔体—流体包裹体和富CO_(2)流体包裹体,这些包裹体在常压测温过程中易爆裂或泄露,很难测得它们的完全均一温度等相变数据,导致该矿床岩浆→岩浆—热液→热液完整的成矿流体演化过程及其热力学性质仍不清楚。此外,稀土在成矿流体演化各阶段的流体中进行高效迁移和富集沉淀的机制,尚缺少原位的微区成分分析和高温高压实验模拟方面的约束。以上研究中存在的问题极大限制了研究人员对微山稀土矿床成矿机制的深入认知。将来,针对上述问题,可以通过对高内压的熔体包裹体、熔体-流体包裹体和富CO_(2)流体包裹体开展热液金刚石压腔均一测温,以厘清成矿流体完整的演化过程;对单个包裹体开展原位LA-ICP-MS微区成分分析,以定量刻画稀土在岩浆流体演化过程中的分配行为;将热液金刚石压腔与拉曼光谱仪联用,模拟稀土元素与CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)和F^(-)等配体络合后进行有效迁移的络合物类型及氟碳铈矿的沉淀机制。最终,阐明微山稀土矿床成矿流体完整演化过程及稀土富集矿化机制,为碳酸岩型稀土矿床成矿流体演化和成矿机制研究提供新的研究思路,并解决当前碳酸岩型稀土矿床中存在的熔体包裹体、熔体-流体包裹体及富CO_(2)流体包裹体等均一温度难以测定的“卡脖子”实验技术难题。

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定富铈永磁体废料中稀土含量

利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法,通过硝酸消解富铈永磁体废料,采用基体匹配法测定废料中高价值稀土镨钕镝铽的含量。并通过计算方法检出限、加标回收率和重复性实验,验证方法的可行性。结果表明,该方法的标准曲线线性相关系数都达到0.999以上,检出限低于0.0357mg/L,加标回收率为98.1%~102.2%,样品测试结果镨钕镝铽含量分别为6.097%,0.405%,1.964%,1.006%,结果重复性均小于2.5%。该方法可以快速有效且准确地检测富铈永磁体废料中的镨钕镝铽含量,满足企业废料回收再利用的测试估值需求。

TiAl-RE合金中稀土相的形成机理

在TiAl合金中加入以Ce和La为主要元素的混合稀土得到普通铸态和熔体旋淬法试样。稀土元素以金属间化合物AlCe(AlLa)分别存在于晶粒边界和层片结构之上。本文基于对二元合金平衡相图的分析以及应用Miedema生成热模型对稀土相AlCe(AlLa)的形成进行了分析。结果表明 ,Al元素与Ce和La的亲和力远大于其与Ti之间的亲和力 ,因此 ,TiAl基合金中的富稀土相以AlCe(或AlLa)的形式存在 。

高温钛合金中稀土相的热稳定性

对Ｔｉ５Ａｌ４Ｓｎ２Ｚｒ１Ｍｏ０．２５Ｓｉ１Ｎｄ（Ｔｉ５５）高温钛合金在α相区、α＋β相区，β相区不同温度、时间热处理样品的分析表明：在６００～９８０℃／１～１００ｈ及１０５０～１５００℃／１～１０ｈ条件下，稀土相颗粒尺寸在３３４～４２０μｍ之间波动；圆度系数在０６１９～０７５９之间波动；体积分数在１４％～１８％之间波动。稀土相颗粒尺寸、形状，体积分数基本不变，具有良好的热稳定性。

激光熔化沉积高温钛合金Ti60快速凝固组织

运用激光熔化沉积快速成形技术制备了600℃高温钛合金Ti60棒状及板状试样,分析了其凝固组织及稀土复合物的析出行为。结果表明,激光连续熔化沉积Ti60棒状试样由以棒材轴心呈微"八"字形对称分布的定向生长柱状晶构成,柱状晶内部为近乎无侧向分枝的胞状晶组织,且在胞壁上存在细小均匀分布的稀土复合物;而激光逐层熔化沉积多道搭接板状试样具有更为细小的完全无侧向分枝"之"字形交替生长超细胞晶快速定向凝固组织,其超细胞晶间距仅为5～9μm,且晶内稀土复合物较棒材更加细小密集。

稀土提高富铁胎体包镶金刚石能力的试验研究

研究了富铁胎体中添加稀土以后的差热分析曲线 ,得出了稀土可以提高富铁胎体在高温时的定压热容和降低低温时的定压热容的结论 ,从而揭示了稀土可以提高富铁胎体包镶金刚石能力的物理本质。力学性能测试结果表明 :添加稀土的富铁胎体及其金刚石复合材料的抗弯强度、冲击韧性和孔隙度均有明显的改善。

稀土高背景区生物链中稀土元素的分布特征

对赣南两个典型轻（Ｂ区） 、重稀土（Ａ 区） 高背景区以及对照区水和植物中稀土含量进行了分析， 轻、重稀土高背景区水和植物中稀土含量具显著性差异。Ａ 区水体中可溶性稀土总量平为０－０３ ｍｇ·Ｌ－ １ ，Ｂ 区为０－１１ ｍｇ·Ｌ－ １。Ａ，Ｂ两区植物中稀土含量差异较大， 反映控制植物中稀土分配因素较多。Ａ，Ｂ区水中可溶性稀土含量分别是对照区（Ｃ区） 的１８ ，６８ 倍， 而Ａ，Ｂ区植物中稀土含量普遍比Ｃ区高， 某些植物中异常高的稀土含量可能是植物生长过程被动大量吸收的结果。

太平洋富钴结壳中稀土元素的赋存状态

采用化学提取方法对采自太平洋国际海域的板状和结核状富钴结壳的稀土元素进行了分级提取 ,并利用等离子质谱仪 (ICP MS)测定了稀土元素的质量分数。结果表明 ,结壳中稀土元素在不同结合态中的富集顺序为 :残渣态 >有机结合态 >锰氧化物结合态 >碳酸盐结合态 >吸附态。稀土总质量分数的 5 6 %以上集中在残渣态中 ,并主要赋存于非晶态FeOOH物相中 ,说明FeOOH的形成对稀土元素的富集具有重要作用。水羟锰矿占结壳中X衍射结晶矿物的 95 %以上 ,但其稀土质量分数仅占稀土总质量分数的 1 6 %左右。呈有机结合态的稀土元素含量约占结壳稀土总质量分数的 2 0 % 。

新疆哈密黄山地区铜镍硫化物矿床的稀土元素特征及意义

通过对新疆哈密黄山铜镍矿带典型矿床矿石矿物和含矿岩石的稀土元素地球化学研究,发现产于造山带的铜镍硫化物矿床的容矿镁铁-超镁铁质岩具有富水特征,部分硫化物稀土曲线呈特殊的"三重弯曲"模式,反应出由于多种液相(流体和熔体)共存,硫化物熔体中含有大量热液流体,在主成矿期(岩浆熔离期)后逐渐演化出富含气液的成矿流体。本区矿床稀土特征不同于克拉通边缘的铜镍矿床,造成上述热液流体参与成矿的原因在于含矿岩体本身富水,可能与碰撞后富水洋壳的拆沉熔融有关。

快速凝固TiAl基合金稀土相显微组织的研究

利用两种不同的快速凝固方法对TiAl RE合金中稀土相的显微组织进行了研究并与铸态组织进行对比。选择的快速凝固方法为熔体旋转法 (MS)和锤砧法 (HA)。试验结果表明 ,随着材料冷却速度的变化稀土相的显微组织发生了很大的变化。由铸态完全分布于晶粒边界之上过渡到锤砧法极细的层片和弥散分布的颗粒组织。选区电子衍射结果表明 。

中太平洋M海山富钴结壳稀土元素地球化学

用ICP-AES和重量法测试了中太平洋M海山不同水深范围内（1300~3000 m）25个富钴结壳样品的稀土元素和常量元素。结果显示M海山富钴结壳为水成结壳,稀土元素总量平均为2084.69μg.g-1,LREE/HREE平均为4.84,具有正的Ce异常。ΣREE（不含Ce）随水深增加而增加,而Ce和LREE/HREE比值则以文石溶跃面为界（水深2000 m）呈现不同的变化,稀土元素这些变化除了与海洋背景颗粒的吸附清扫有关外,还与稀土元素在海水中的行为有关。富钴结壳Ce虽随水深变化,但与水深关系不明显,可能反映其通量恒定。富钴结壳中Ce基本全为Ce（Ⅳ）,表明氧化富集过程,这一过程受动力学因素控制。

微量稀土对工业纯铝中杂质相的变质行为

采用SEM ,EDAX ,TEM等分析研究了稀土对工业纯铝中富Fe(Si)杂质相的变质作用及机制。结果表明 :富铈混合稀土 (RE)是一种有效的变质剂 ,可使铝中杂质相由粗大长针 (条 )状或骨骼状变为细小的团球状或短棒状 ,且分布较均匀 ,提高了材料的力学性能 (尤其是塑性 )。其变质机制主要是因稀土在固 /液界面前沿的富集 ,导致了稀土进入杂质相形成 (AlFeSiRE)的复杂化合物 ,或吸附在杂质相表面阻碍其长大。但过量稀土易导致第二相数量增多 ,降低材料塑性 ,其加入量应小于 0 .0 7% (质量分数 )

金刚石工具富铁胎体掺杂稀土的研究

稀土的加入量、加入形态和在混料中的均匀弥散性直接影响热压富铁金刚石复合材料的性能。改进的稀土掺杂工艺 ,保证了稀土在胎体中的均匀弥散性 ;通过试验研究了稀土的加入量与富铁胎体的抗弯强度、抗冲击韧性和孔隙率的关系 ,从而确定了稀土的最优加入量。通过差热分析试验 。