表面修饰石墨烯制备工艺及其在金属材料中的应用研究

为解决石墨烯在金属基复合材料应用中易团聚、难分散、与金属基体之间的润湿性差、高温下易与Al、Ti、Fe等金属发生界面反应的问题,对石墨烯进行表面修饰制得镀铜石墨烯,研究了镀覆过程中镀覆温度、镀覆时间、镀液pH对镀铜石墨烯镀层连续性、完整性的影响,优化镀覆工艺参数,获得了质量优良的表面修饰石墨烯;并将其分别添加到铁基摩擦材料和W-Mo-Cu复合材料中,对其作用效果进行了研究。结果表明:石墨烯在50℃、pH为12.5的化学镀液中镀覆30 min可以获得连续性、完整性较好的镀层,从而制得缺陷密度较小、质量较好的表面修饰石墨烯;在铁基摩擦材料中添加0.8%(质量分数)表面修饰石墨烯可以使材料晶粒细化并获得片层间距较小的珠光体组织,材料硬度提高30%,磨损率降低约70%,摩擦系数下降约12%;添加了0.2%(质量分数)表面修饰石墨烯的W-Mo-Cu材料,其组织均匀性和致密度均获得了提高,电导率提升约21%,硬度提高8%。证实了表面修饰石墨烯的添加能够促进金属基复合材料综合性能的提高。

东天山小白石头东矽卡岩型钨钼矿床找矿预测地质模型构建

东天山小白石头东钨钼矿床是典型的矽卡岩型矿床,矿体产出严格受黑云母花岗闪长岩外接触部位的石榴石矽卡岩带控制。综合野外观察、岩矿鉴定和全岩主微量分析,总结矿区地质特征,认为小白石头东矽卡岩型钨钼矿成矿地质体岩石地球化学具钙碱性特征,属偏铝质“I”型花岗岩;成矿主体发生在岩体与灰岩的接触面。对比小白石头钨矿将本区成矿过程划分为5个阶段,分别是早期矽卡岩阶段(干矽卡岩阶段)、晚期矽卡岩阶段(湿矽卡岩阶段)、氧化物阶段、早期硫化物阶段、晚期硫化物-碳酸盐阶段。以成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志为基础,初步建立了小白石头东钨钼矿床的“三位一体”找矿预测地质模型,认为小白石头东矿区找矿潜力较大。

热处理对Ni-Mo-W三元镀层微观组织与力学性能的影响

三元Ni-Mo-W电沉积涂层使用钨酸钠作为钨源,钼酸钠作为钼源制备。对采用钨酸钠浓度为20 g/L、钼酸钠浓度为10 g/L制备的Ni Mo10W20试样分别在300、400、500℃下进行热处理。结果表明,当镀液中钨酸钠浓度逐渐增加时,镀层中钨含量也随之增加,钼含量减少;镀层在500℃下热处理晶粒明显长大。对Ni-Mo-W合金镀层进行X射线衍射(XRD)试验发现,镀层在500℃下结晶状态最好,而W含量对于镀层无明显影响。通过纳米压痕硬度与弹性模量变化曲线可知,随着热处理温度的升高,Ni Mo10W20试样镀层硬度缓慢降低,但在300~400℃的热处理,硬度有所提升;随着镀层中W含量的增加,镀层硬度缓慢增大。因此,Mo与W元素的加入可以增加镍基镀层的热稳定性和高温力学性能。

电感耦合等离子体质谱法测定大批量钼多金属矿中钼及4种主要伴生元素的含量

目前采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定大批量常量元素时存在检测器信号强、稳定性差、准确度低等问题,为此优化了分析条件,提出了题示方法。取0.05 g样品,用少量水润洗,加入4 mL硫酸和8 mL硝酸的混合溶液,混匀后,于250℃加热18 h蒸干溶液,冷却至室温,用3~4 mL的10%(体积分数)硝酸溶液溶解,并用水定容至25 mL,利用自动稀释系统将样品溶液稀释100倍后采用ICP-MS测定其中Mo、W、Cu、Zn、Ag的含量,以0.6 mL·min^(-1)的稀释气流量来降低物理干扰。结果表明,5种元素的质量浓度在1.00 mg·L^(-1)内与对应的响应值呈线性关系,检出限(3 s)为0.006~0.201 mg·kg^(-1)。方法用于分析钼矿石国家标准物质GBW 07142、GBW 07143,测定值与认定值基本一致,测定值的相对标准偏差(n=8)均小于8.0%。仪器稳定性试验表明,进行大批量长时间测试时,需及时重新更换零件和重新校正标准曲线。

钨钼合金的电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究钨金属及其掺杂合金W0.75Mo0.25和W0.5Mo0.5的电子结构和光学性能。电子结构的计算结果显示:随着纯W中掺入Mo的比例不断增加,其合金的整体费米能级上升,导带宽度变窄,热导率上升。光学性质的计算结果表明:随着Mo掺入比例的增加,其合金的介电常数先增大后减小,吸收范围减小,吸收强度降低,能量损失峰值减小,且曲线总体向低能方向移动。

内蒙古东七一山花岗质杂岩的形成演化及对成矿的贡献:年代学及地球化学证据

内蒙古东七一山钨多金属矿位于北山造山带东段,是一个以钨为主,共伴生锡、钼、铷、铍、铌、钽、铁和萤石的综合型矿床。本次工作对含矿花岗质杂岩开展了岩石学、地球化学、锆石U-Pb及辉钼矿Re-Os年代学研究。富W-Sn-Mo花岗岩岩性为细粒似斑状二长花岗岩、中细粒似斑状二长花岗岩、花岗斑岩,结晶年龄分别为220.6±1.6Ma、220.4±1.3Ma和220.0±1.1Ma。富Rb-Be-Nb-Ta花岗岩岩性为中粗粒钠长石化似斑状二长花岗岩,结晶年龄为219.9±1.9Ma。辉钼矿Re-Os定年获得加权平均年龄为211±1Ma(MSWD=0.83),说明成岩成矿发生在晚三叠世。含矿花岗质杂岩均具有高硅、富碱、贫铁镁钙特征,为高钾钙碱性花岗岩。其中,富W-Sn-Mo花岗岩为准铝质-过铝质花岗岩;而富Rb-Be-Nb-Ta花岗岩为强过铝质花岗岩。杂岩体轻重稀土具一定分馏,呈现显著的负Eu异常,均富集Rb、K、U、Ta,强烈亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti、Zr、Hf。与富W-Sn-Mo花岗岩相比,富Rb-Be-Nb-Ta花岗岩具更低的稀土总量,更显著的Eu负异常,并显示微弱的稀土四分组效应,更高的Li、Ta含量,更低的P、Ti、Zr、Hf、W、Mo、Bi含量。时空关系和地球化学特征表明,杂岩体为同一次岩浆活动不同演化阶段的产物,均经历了较高程度的结晶分异和较强的熔体-流体相互作用。相比而言,富Rb-Be-Nb-Ta花岗岩比富W-Sn-Mo花岗岩结晶分异程度更高,熔体-流体作用更强,花岗质岩浆的高程度分离结晶和熔体-流体相互作用是形成该杂岩体并促使成矿的重要控制因素。

功率集成电路TID加固环栅器件研究现状综述

总结了标准工艺下功率集成电路中总剂量辐射(TID)加固环栅MOS器件与环栅功率器件的研究现状,归纳了不同结构形态的环栅器件的性能优劣,推荐8字形环栅MOS器件、华夫饼功率器件及回字形LDMOS器件结构用于功率集成电路的TID加固设计。同时,阐述了现有环栅MOS器件等效W/L的建模情况,提出保角变换是环栅MOS器件等效W/L精确建模的重要方法,最后还给出了环栅器件建库的基本流程。

江西昆山钼钨铜多金属矿床辉钼矿Re-Os年代及其对成矿地球动力学演化的启示

【研究目的】昆山钼钨铜多金属矿床行政区划分属于江西修水县境内,大地构造位置位于江南造山带中段之九岭隆起东段。本次研究试图对昆山W-Cu-Mo多金属矿床成矿年龄进行精准约束,为该矿床成矿作用研究、成矿规律总结提供年代学证据,同时对该矿床成岩成矿关系、成矿物质来源作简要探讨,并对大湖塘钨多金属矿集区成矿期次进行划分。【研究方法】本文对昆山钼钨铜多金属矿床开展了辉钼矿Re-Os同位素年代学研究。【研究结果】实验获得的10件辉钼矿等时线年龄为(148.8±1.0)Ma,MSWD=0.42,Re-Os加权平均年龄为(148.7±0.7)Ma,MSWD=0.10,加权平均年龄与等时线年龄基本一致,因此本次所采集的样品Re-Os体系是封闭的。187Re和187Os沿等时线距离拉开的较远,表明本次定年数据较为可靠。昆山矿床成矿作用发生稍滞后于似斑状黑云母花岗岩侵位时限,与晚侏罗世这期岩浆活动有成因联系。昆山钼钨铜多金属矿床的成矿物质以壳源为主,考虑到存在较高Re两个样品(n×10-5),说明可能存在部分幔源的成矿物质参与了该矿床的形成。【结论】软流圈物质自晚侏罗世开始,沿着NNE向深断裂与先期(晋宁晚期)形成的NEE向古断裂的交汇部位上涌,通过热传导效应引起地壳物质发生部分熔融,于大湖塘地区形成了似斑状黑云母花岗岩(岩株)、细粒黑云母花岗岩(小岩株)、花岗斑岩(岩脉或岩枝)等一系列中酸性侵入岩。

湖南省汝城高凹背石英细脉带型钨钼矿床地质特征及其找矿意义

在前人研究成果和详查成果的基础上,重点研究了湖南省汝城高凹背钨钼矿床的含矿石英脉特征,着重分析了多期次岩浆活动和多次成矿作用及意义,总结了金属元素水平分带及钨钼垂直分带特征。高凹背钨钼矿矿床类型为石英细脉带型钨钼矿床,矿床形成于燕山早期,主要以脉幅为0.5~5 cm的含钨钼石英微脉—细脉的形式充填于印支期黑云母二长花岗岩上部,上为寒武系香楠组角岩覆盖,成矿系统保存完整;石英脉各向走向均有分布,优势产状走向为NWW向,倾向北北东;主工业矿体矿化连续,具“低品位大吨位”特征;矿石的主要有用矿物为黑钨矿、辉钼矿,并具上钨钼、下钨的垂直分带现象。高凹背大型石英细脉带型钨钼矿床的发现对今后在湘东南地区寻找类似矿床具有重要的借鉴意义。

钨镍共晶钎料连接钼钨的界面显微组织及结合性能研究

为了取代贵金属钌基钎料(4Ru-Mo-62Ni),开发出了钨镍共晶钎料(21W-79Ni),对比研究两者连接钼和钨的高温钎焊性能,并采用SEM、EDS和XRD等方法分析焊缝和断口的界面显微组织与成分。结果表明:4Ru-Mo-62Ni钎料和21W-79Ni共晶钎料焊接所得界面处的剪切强度分别为20.1和42.6 MPa,且后者的断裂处在母材附近,而前者则位于焊缝中。究其原因,4Ru-Mo-62Ni钎料中的Ru会固溶于Mo和Ni,作为固溶相分散在接头中,但在渗入母材Mo之前,Ni会和钎料中的Mo形成共晶相,使接头结合强度并不高;而21W-79Ni钎料中的W与母材Mo形成固溶相,Ni和Mo一起渗入W中,形成牢固的结合接头。

含碳量对Ni-Cr-W-Mo合金显微组织及力学性能的影响

采用真空感应熔炼与电渣重熔相结合的工艺冶炼,随后锻造和热挤压制备了外径320 mm、内径280 mm,碳质量分数分别为0.04%、0.08%和0.12%的Ni-Cr-W-Mo合金管。对合金管进行了1 160~1 250℃保温20 min水冷的固溶处理。检测了热挤压态和固溶处理态合金管的显微组织和力学性能及固溶处理态合金管的高温持久性能。结果表明:热挤压态合金管晶粒细小且晶内有大量孪晶,碳化物弥散分布;随着含碳量的增加,相同温度固溶处理的合金管晶粒尺寸减小;随着固溶温度的提高,含碳量相同的合金管晶粒尺寸增大;合金管中碳化物主要为M6C和M23C6,弥散分布于晶内和晶界;随着含碳量的增加,合金管中碳化物数量增多,经1 220℃保温20 min水冷固溶处理的合金管的室温强度先降低后升高,断后伸长率降低,以及在927℃、80 MPa应力条件下的持久寿命和断后伸长率均先升高后降低。

Mo-Re和W-Re二元体系的热力学和相图优化

应用CALPHAD方法和Thermo-Calc软件,对Mo-Re和W-Re二元系进行了热力学优化,得到了与试验数据及第一性原理计算结果吻合较好的结果。由于Mo-Re和W-Re体系较为相似,同时进行优化,尤其是对Re端际的补充熵进行了统一,建立了更为合理的Mo-Re和W-Re相图。

长江中下游池州地区矽卡岩-斑岩型W-Mo矿床流体包裹体与H、O、S同位素研究

长江中下游池州地区区域构造上处于下扬子坳陷与江南古陆之间的过渡带上,近年来该区域内以钨钼为主的多金属矿床勘探方面取得了很大突破,鸡头山矽卡岩-斑岩型W-Mo矿、马头斑岩型Mo矿和百丈岩矽卡岩-斑岩型W-Mo矿是其中的三个代表性矿床。在鸡头山矿区和百丈岩矿区钨钼主要赋存于矽卡岩体中,已有工程探明二者的深部都有斑岩型矿体存在;在马头矿区钼主要以含钼石英脉和辉钼矿细脉的形式赋存于近接触带岩体与围岩中。流体包裹体研究表明,池州地区与钨钼矿有关的流体包裹体以水溶液包裹体(L+V)为主,同时发育含子矿物包裹体(L+V+S)和CO2包裹体(L+LCO2+VCO2)。成矿流体演化分为三个阶段:早阶段温度在350～500℃之间,深度约为1.5～2.5km,初始流体盐度为17%～25%NaCleqv,流体富H2O-CO2-CH4等气体,流体发生沸腾作用分离出高盐度流体和富气相低盐度流体;中阶段温度在170～360℃之间,深度约为0.5～1.7km,盐度为2%～24%NaCleqv,富H2O-CO2-CH4-H2S等气体,流体混合作用使得大量钨、钼、铅、锌等金属沉淀成矿;晚阶段温度在100～160℃之间,深度在约0.6km以下,盐度范围为1%～10%NaCleqv,与成矿作用无关。含矿石英脉H-O同位素和硫化物S同位素共同指示,池州地区与钨钼矿有关的成矿流体来自岩浆水、大气水和建造水的混合,流体混合是区域钨-钼-铅-锌成矿的主要机制。

西藏冈底斯南缘努日铜钨钼矿床地质特征与矽卡岩矿物学研究

西藏山南地区努日铜钨钼矿床位于冈底斯火山-岩浆弧构造带东段南缘,是新近探明的一个大型矽卡岩型铜钨钼矿床。矿区内出露有白垩系比马组和旦师庭组及大量晚白垩世和古近纪的侵入岩。矿区内的矽卡岩呈层状、似层状产在白垩系比马组地层中,矽卡岩矿物主要为石榴子石、辉石、硅灰石、角闪石、绿帘石、符山石等;金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、白钨矿、斑铜矿、黝铜矿等。电子探针分析结果表明,矽卡岩矿物中石榴子石主要以钙铁榴石和钙铝榴石为主,辉石主要为透辉石,角闪石属于镁角闪石-阳起石,帘石主要为绿帘石。矽卡岩类型在水平和垂向上具有较好的分带性,依次由石榴子石矽卡岩过渡到透辉石矽卡岩,再过渡到透辉石硅灰石矽卡岩,这种分带特征表现了流体交代作用的变化。矿化类型和矿化组合也具有一定的分带性,浅部以矽卡岩型钨矿化为主;随着深度的增加,逐渐过渡为脉状的铜矿体或铜钼矿体,在局部较深的钻孔中还有少量的斑岩型矿化,主要以铜矿化为主,伴有较弱的钼矿化。石榴子石组分在垂向和水平方向上均具有规律性的变化,由钙铁榴石占主体逐渐过渡为钙铝榴石占主体。成分剖面显示石榴子石的组分和化学成分随着环带的变化而变化,说明石榴子石是由一种脉动式流体形成的,可能是由流体化学成分的自身再平衡和生长过程中流体流量的改变而引起生长速率的改变共同实现的。通过含铁律比值(Kp)的计算,得出努日矿床形成于弱酸性、较强氧化状态。结合矽卡岩矿物分布和成分变化特征,推测努日矿区的矽卡岩可能是由深部侵入体分异出的热液沿着层间的破碎带或断裂,经过较远距离的运移,与地层中的碳酸盐岩发生交代作用而形成。渗透交代作用可能是形成矿区矽卡岩的主要原因,流体的温度和氧逸度变化对于形成不同的矽卡岩矿物具有重要作用。努日矿床的矽卡岩为浅部矽卡岩,可能存在统一的斑岩型-矽卡岩型成矿系统,深部具有较大的找矿潜力。

皖南东源钨钼矿成矿流体特征和成矿物质来源

皖南东源钨钼矿位于安徽省祁门东源境内,是该地区目前已知规模最大的钨钼矿床。钨钼矿体主要产于花岗闪长斑岩体内及其接触带附近,以细脉浸染状和浸染状矿化类型为主。流体包裹体地球化学研究表明,气相成分主要为H2O和CO2,含少量C2H4、N2、CH4等,液相成分以Ca2+、Na+、SO24-、Cl-为主,K+、F-次之,并含少量Mg2+、NO3-、Br-。矿床氢、氧、硫、铅稳定同位素组成研究表明,流体包裹体中水的δ18O水的含量范围为-0.498‰～3.102‰,δD水的含量范围为-85‰～-66‰,成矿流体主要为岩浆水与大气降水的混合物;黄铁矿的δ34SV-CDT值介于2.6‰～5.8‰,硫可能是由成矿流体从东源花岗闪长岩体中淋滤而来;铅同位素变化范围小,其来源具有明显的混合特征。成矿流体在成矿过程中,经历了不混溶或沸腾作用及其与被加热的大气降水的混合作用,改变了成矿流体系统的物理化学条件,引起体系含W和Mo络合物的不稳定,从而造成大量的成矿物质析出、沉淀,富集成矿。

西藏努日矽卡岩型铜钨钼矿辉钼矿Re-Os定年及其地质意义

西藏努日层状矽卡岩型铜钨钼矿床是冈底斯东段南缘斑岩-矽卡岩铜多金属成矿带上规模最大的矿床。笔者对采自该矿床的9件不同产状、不同形态含钼矿石中的辉钼矿进行了Re-Os同位素组成分析,获得其模式年龄为23.46~24.77 Ma,等时线年龄为（23.36±0.49）Ma（MSWD=0.60）,模式年龄与等时线年龄结果基本一致。由于辉钼矿与黄铜矿、白钨矿呈共生关系,并考虑到该矿区内黄铜矿的年龄〔（23.75±0.18）Ma〕（作者未发表数据）,表明努日矽卡岩型铜钨钼矿床的成矿时代为23~24 Ma。结合前人研究资料可见,冈底斯南缘克鲁-冲木达斑岩-矽卡岩铜多金属成矿带从32 Ma至23 Ma发生了强烈的成矿作用。该成矿带的成矿时代明显有别于后碰撞期地壳伸展环境下形成的冈底斯斑岩铜矿带,显示出其为一套独立的成矿事件。该成矿事件可能主要受冈底斯南缘的晚碰撞走滑环境的控制。努日矿床成矿时代的确定及晚碰撞成矿事件的厘定,为今后研究和勘查该成矿带内同类型矿床提供了重要依据。

胶东半岛烟台地区邢家山钨钼矿床地质特征及其辉钼矿Re-Os同位素测年

邢家山钨钼矿床是山东省唯一的大型钼矿床,其中伴生钨达到中型规模。辉钼矿Re-Os同位素测年结果表明,5件辉钼矿的187Re-187Os等时线年龄为157.6Ma±3.9Ma,MSWD=0.24;加权平均模式年龄为161Ma±1.0Ma,MSWD=0.7。胶东金矿省金矿的主成矿期为110～130Ma,钨钼矿床的成矿时代比金矿早30～50Ma,表明胶东半岛在中生代至少存在2期成矿作用,早期以钼成矿为主,晚期以金成矿为主。结合区域成矿年代学数据,邢家山钨钼矿床成矿时代与南岭成矿带东段钨矿床主成矿期是一致的,表明150～160Ma是中国东部一个重要的成矿作用时期,为构筑中国东部成矿域的精细成矿年代学结构提供了依据。

双层辉光离子钨钼共渗的渗层组织及其形成机制

本文介绍双层辉光离子钨钼共渗的试验研究结果,经钨钼共渗处理后的渗层厚度可大于100μm,合金元素总含量可达80%,其表面显微硬度可高于HV1000.本文还讨沦了钨钼共渗层显微组织的形成机制。

花岗质复式岩体成因及其与W-Mo成矿的关系——以广西油麻坡岩体为例

广西陆川米场-博白三滩成矿带是近几年新发现的以W、Mo矿化为主的多金属成矿带。本文对带内与W-Mo矿床有关的油麻坡复式岩体进行了锆石U-Pb年代学、岩石学、地球化学和Sm-Nd同位素研究。油麻坡岩体由花岗闪长岩(主体)和白云母花岗岩(补体)两部分组成。传统观点一般认为补体是主体经历分离结晶后的残余岩浆,而本文LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,主体和补体分别形成于109.0±0.3Ma和100.7±0.5Ma,后者明显晚于前者约10Ma,说明两者不大可能是同一岩浆房演化的产物。来自岩石学、地球化学和同位素方面的证据也不支持两者是分离结晶关系,主要包括:①主体含自形角闪石,常见榍石和磁铁矿等副矿物,表明岩浆富水、高氧逸度的性质。而补体不含角闪石,常见萤石、钛铁矿和硫化物等副矿物,表明岩浆富F和偏还原的性质。这与两者的分离结晶演化关系不吻合;②补体锆石的U含量极高(平均高达10602×10-6),从而出现特有的蜕晶现象、裂纹等放射性损伤结构,明显不同于主体锆石(平均U含量为860×10-6);③补体强烈亏损Sr、Ba、Eu和LREE,富集Na、Rb、Ga以及W、Sn等成矿元素,并具有典型的稀土四分组效应和non-CHARAC特征,微量元素模拟计算表明,补体与主体没有演化关系;④主体和补体的Nd同位素组成差别较大(εNd(t)分别为-5.1^-4.0和-9.6^-8.6)。本文提出高度演化的补体花岗岩是新的幔源岩浆底侵导致下地壳部分熔融而形成,由于其富F,导致岩浆固相线大幅下降(岩浆期延长),所以经历了比主体岩浆更为强烈的熔-流体相互作用,有利于萃取W、Mo等金属元素并使之富集成矿。

内蒙古乌日尼图花岗岩的年代学、地球化学及其地质意义

乌日尼图隐伏岩体位于内蒙古自治区苏尼特左旗查干敖包镇西北乌日尼图地区,主要岩石类型为细粒—中细粒花岗岩、二长花岗岩。岩相学及地球化学特征研究表明,乌日尼图花岗岩体属于高钾钙碱性岩系,SiO_2含量为74.85%~78.10%,K_2O/Na_2O比值介于1.45~3.08之间,铝指数A/CNK=1.00~1.21,属过铝质岩石。主微量稀土元素分析表明,该岩体富集Rb、Th、U等元素而Ba、Nb、Sr、P和Ti强烈亏损,Eu为负异常（δEu=0.22~0.39）,总体呈现轻稀土富集的右倾＂V＂形分布配分模式。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,乌日尼图花岗岩体形成于早白垩世（139 Ma）,为燕山运动晚期的产物。乌日尼图花岗岩体属A型花岗岩,形成于伸展的大地构造环境,且源区成分不均一,源岩可能主要由富黏土的泥质岩夹杂少量砂屑岩变质形成。