偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体发射光谱法测定铍矿石中的铍及主量元素

广泛赋存在花岗伟晶岩和热液石英脉中的铍矿石是铍最重要的矿物载体,目前铍矿石系统分析仍以传统化学法为主,影响分析效率,亟待开发一种简单高效的铍矿石中多元素分析方法。本文建立了一种基于偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定铍矿石中铍及主量元素的定量分析方法,使用4∶1熔剂-样品比,950℃下熔融15min后,通过超声提取制备溶液。偏硼酸锂熔融法能有效地分解铍矿石中的氧化物,克服了传统酸溶或碱熔无法检测硅、钠、钾等元素的局限。本方法通过校准曲线与样品基体匹配,加入铕作内标等措施消除基体效应,实现了各元素(以氧化物计)低至0.003%~0.2%的检出限,满足铍精矿质量检测需求。对绿柱石、香花石、日光榴石样品(BeO含量范围为0.14%~13.33%)测定的相对标准偏差(RSD)小于6.83%,与混合酸酸溶分析方法的测定值相对偏差为0.06%~21.28%。通过标准物质GBW07150、GBW07151和GBW07183验证,本方法精密度和准确度均符合地质矿产实验室测试质量管理规范,适用于多种类型铍矿石样品中铍及主量元素的快速连续分析。

残余应力、晶粒尺寸对铍纳米压入行为影响的数值分析

通过纳米压痕和电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术获得金属铍在晶粒尺度上的表面微力学行为(性能)信息,基于ABAQUS对纳米压入过程进行有限元模拟.因数值模拟结果与实测信息相符合,故可获得仿真过程的基本力学性能参数.基于得出的参数,针对残余应力、晶粒尺寸对铍纳米压入行为的影响进行数值分析,结果表明,残余应力、晶体尺寸与纳米压入塑性功、最大深度及残余深度之间存在明显的线性关系;以塑性功为对比依据,残余应力与晶粒尺寸的影响系数分别为0.8525×10^(-12)J/MPa,95.373×10^(-12)J/μm.该研究对纳米压痕力学性能、估计晶粒内残余应力等研究有一定的参考价值.

新疆白杨河铀铍矿床围岩蚀变及其地球化学特征

文章阐述了新疆白杨河铀铍矿床的近矿围岩蚀变特征,指出与矿化关系密切的围岩蚀变主要是赤铁矿化和萤石化。矿床岩石地球化学分析结果表明,靠近矿化中心带蚀变岩石的SiO2含量降低,而CaO、MgO的含量升高;Pb、Mo和Sb等元素含量与铀矿化具有正相关性,是该矿床铀富集的良好指示性标志。

铍环焊接热弹塑性分析的轴对称和三维模型对比

采用轴对称和三维模型对铍环激光束焊接过程的温度场和应力场进行了有限元分析,表明2种模型分析结果的趋势基本一致,轴对称模型可以得到焊接准稳态时的温度场和应力场分布,三维模型可以得到整个移动焊接过程的温度场和应力场分布,焊接起弧和收弧部位的残余应力比准稳态时约高20%。

空间太阳望远镜中铍摆镜的有限元分析与应用

根据空间镜面材料选择原则进行了摆镜材料优选,研制了用于空间太阳望远镜相关跟踪器中的铍摆镜,建立了铍摆镜有限元模型并进行了力学分析。重点分析了铍摆镜在承受惯性载荷和温度载荷情况下的力学性能,对其在不同工况条件下的面形和内部应力的变化做了对比。最后,与同结构碳化硅材料摆镜在上述载荷情况下的力学性能进行类比分析,结果表明:铍摆镜受到惯性和温度载荷作用时引起镜体内部应力小于材料本身的屈服强度,力学性能优于碳化硅摆镜,其面形精度:RMS为2.18×10-6mm,PV为1.69×10-5mm,一阶谐振频率为1609 Hz。该摆镜结构设计合理,计算结果满足相关跟踪器使用要求,已经得到铍摆镜镜坯。

ICP-AES法测定铝合金中痕量铍的方法研究

本方法采用固定通道ＩＣＰ－ＡＥＳ仪器的Ｎ＋１扫描通道进行多种牌号铝合金中的０．０００２％－０．０００５％铍元素的测定。进行了分析线选择，研究了基体元素和共存元素对铍元素的干扰情况，方法回收率５０％－１５０％。该法比较简便、快速、准确。

空间天文仪器反射镜材料优化与应用研究

针对空间天文光学仪器反射镜材料的选择,论述了空间反射镜材料的优化方法,对比分析了反射镜材料的性能,并以空间太阳望远镜中的摆镜及Φ1m主镜研究为依托,建立了摆镜与主镜有限元模型,根据模型完成了反射镜材料的计算优化,得到了其力学及热分析结果。结果表明,反射镜的力学及动力学环境要求较高时,铍材最优,碳化硅次之;对于仪器温控范围较宽或对日观测时,微晶玻璃最优,碳化硅次之。根据反射镜材料优化结果,确定了以金属铍作为空间太阳望远镜中的摆镜材料,并进行了铍镜研制,检测结果满足技术要求。

Be/00Cr17Ni14Mo2不锈钢扩散焊界面区成分的计算机模拟

为了优化扩散焊的工艺参数,应用有限元计算法建立的数学模型,对1050℃/65MPa热等静压条件下不同时刻的Be/00Cr17Ni14Mo2不锈钢扩散焊的浓度场进行了计算机模拟。探讨了扩散宽度与扩散时间的关系。结果表明,模拟的浓度曲线与实验测定结果基本吻合,扩散宽度与扩散时间成抛物线关系。

稀有金属锂铍矿床研究中的几个关键科学问题——代序

20世纪30年代以来,国内外稀有金属矿床成因研究一直存在着争论,尤其在相关岩石的岩浆源区、岩浆的分异程度、岩浆-热液转换过程、流体作用及其对稀有金属富集成矿的贡献等方面的科学问题还存在不同认识;对于锂铍等超轻元素来说,测试技术的难点也制约了稀有金属锂铍矿床成因机制方面的研究。近年来,战略性新兴产业的蓬勃发展促进了新一轮稀有金属矿床找矿勘查和成因研究的高潮。在中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士的部署和组织下,经过两年多的努力,第二次青藏高原科学考察综合研究专题“稀有金属资源现状与远景评估”(2019QQKZ0802)和中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目“关键矿产资源锂铍的成矿理论创新与实践探索”(IGGCAS-201902)的课题组成员围绕锂铍的富集成矿机理开展了工作,在(1)青藏高原及其邻区稀有金属富集机理和成矿潜力、(2)中国东部火山岩型铍矿成矿潜力和找矿远景、(3)中国西部风化壳型元素Li-REE的富集机制、(4)元素铍的原位分析技术、(5)高分异花岗岩富集成矿判别标识的实践探索等5个方面取得了重要的进展。

铍环焊接残余应力的中子衍射测试与有限元分析

利用稳态堆上的中子衍射应力谱仪开展了铍环激光焊接后的残余应力测试。先进行铍材中子衍射应力测试的参数及其优化研究,在固定堆功率、衍射晶面和规范体积的条件下,选取测试时间分别为600s和6 000s进行铍环上同一点的中子衍射峰的重复性测试,结果表明,后者测试铍材应变的统计误差仅为前者的1/3,其标准偏差约为1.10×10-5。取后者测试时间作为优化参数,对铍环焊缝附近轴向应变和环向应变方向的中子衍射峰进行测试,获得两个方向的残余应变分布,进一步计算出焊接残余应力分布。对铍环激光焊接过程的温度场和应力场进行三维有限元数值模拟,将有限元计算得到的铍环焊缝附近中间壁厚处的残余应力和应变与中子衍射测试结果进行对比,结果表明二者分布规律较为一致。

铍环电子束焊接温度场和应力场的有限元分析

采用ADINA/ADINAT对铍环电子束焊接过程的温度场和应力场进行了有限元分析 ,结果表明 :铍环焊接过程中焊缝外表面最高温度达 2 73 4℃ ,内表面最高温度仅 3 78℃ ,位于外止口铍钚一侧 ;铍环电子束焊接后 ,在焊缝附近 2 0mm范围内焊接残余应力较大 ,焊缝处于复杂的三维应力状态 ,焊缝根部的残余应力达到最大 ;内外止口铍环由于结构差异 ,焊接残余应力分布并不完全相同。

铍铜在汽车工业中的应用

介绍了铍铜的合金成分和性能以及在汽车工业中的应用。分析了目前国内汽车行业不能普遍应用铍铜的原因。针对用户使用铍铜遇到的各种困难,提出在国内冶金行业建立铍铜元件生产厂的对策,为用户提供各种铍铜元件,使铍铜能广泛应用到我国汽车工业中去,从而提高国产汽车的性能。

铍铜管材不同工艺拉拔过程的有限元分析

借助大型非线性有限元软件,应用二维轴对称弹塑性有限元法对铍铜管不同工艺拉拔过程中的应力与应变进行了模拟,并结合实际加工质量问题进行分析。结果表明:空拔后铍铜管材的轴向残余应力较大,外表面有很高的拉应力,内表面有很高的压应力;而固定短芯头拉拔后管材的残余应力较小。铍铜管固定短芯头拉拔过程中的等效应变和等效应力的变化比较平缓,变形较均匀;而空拔后等效应变和等效应力分布不均匀。这表明固定短芯头拉拔铍铜管的产品质量和精度都比较高,比空拉拔工艺合理。

综合物探方法在锂铍稀有、稀土矿勘查中的应用研究

对矿石中放射性核素的含量组合与岩石含矿量进行相关性分析,进而指导锂铍稀土矿资源勘查工作.采用ENVI Pro型质子磁力仪和ARD型多道伽玛能谱仪,对茶卡北山地区花岗伟晶岩脉进行磁性特征测量和放射性特征测定,确定^(238)U、^(232)Th、^(40)K含量分布规律和异常位置,划分含矿岩体,提取信息并进行磁异常和放射性元素含量的相关性分析.结果表明,北部铀钍钾偏高的背景场主要受原岩为沉积岩的浅变质岩控制,中、南部异常区内,磁异常套合铀钍混合异常点部位两组脉体的节点附近和接触带部位寻找稀有稀土矿的潜力最大.从而表明通过磁法测量和能谱测量的相关性分析能够为后期找矿工作提供了良好的地球物理依据.

铍铜管固定短芯头拉拔外模半锥角的优化

借助大型非线性有限元Marc软件,应用二维轴对称弹塑性有限元法分析了铍铜管固定短芯头拉拔过程中外模半锥角对轴向应力、拉拔力、摩擦力和轴向残余应力的影响;在此基础上并对外模半锥角进行了优化。结果表明:外模半锥角对铍铜管的轴向应力分布影响不大,而对拉拔力影响显著;随外模半锥角增大,内外表面的摩擦力均减小;当外模半锥角为14°或12°时,拉拔力很小,同时内外表面的轴向残余应力较小,而且内外表面残余应力差也较小,拉拔后的铍铜管精度和质量都较高;从多因素考虑,选择外模半锥角为12°较14°更合理,并且拉拔试验结果与模拟结果基本吻合。

镀金对牙科含钛合金材料金属铍离子析出的影响

目的研究镀金对牙科含钛合金材料在人工唾液中金属铍离子析出的影响。方法将测试组分为4组:普通含钛合金烤瓷全冠组(对照组)、打磨后含钛合金烤瓷全冠组(打磨组)、喷砂镀金含钛合金烤瓷全冠组(镀金组)及喷砂镀金加时50%含钛合金烤瓷全冠组(镀金加时50%组)。采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES),测试在人工唾液中1月末、3月末、6月末时铍离子的浓度,比较不同处理因素对铍离子析出量的影响以及同一处理因素下铍离子析出速率的改变。结果1在不同处理方法相同时间点下,铍离子析出总量为打磨组>对照组>镀金组>镀金加时50%组,且差异有统计学意义(P<0.01)。2在同一处理因素不同时间点下,铍离子的析出总量随着浸泡时间的延长而增加,呈现时间效应关系;铍离子的析出速率随着浸泡时间的延长而降低。结论含钛合金烤瓷全冠表面镀金处理能降低铍离子的析出量,从而提高含钛合金烤瓷全冠的生物相容性。

电子束焊接工艺参数与温度场的关系

采用有限元方法，定量分析了电子束焊接工艺参数与铍环内表面温度的关系。结果表明，加热深度或电子束斑点半径增加，内表面温度增加，焊接速度增加，内表面温度降低。

北京谱仪Ⅲ束流铍管环形窄通道冷却优化设计

北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)要求束流铍管部分物质量尽可能少,同时要求将束流铍管内部产生的热负荷通过冷却介质带走,精确控制外壁温度。本文结合理论分析和有限元数值模拟对束流铍管的冷却环形窄通道尺寸进行优化设计,确定了窄通道最佳间隙,研究了集中热负荷对内外壁温度场的影响,并确定了冷却液最佳工作流速。根据设计结构,制作出束流铍管实际尺寸实验模型。实验测量结果表明,束流铍管冷却结构设计合理,最佳流速满足冷却要求。

大口径空间红外相机铍铝合金反射镜组件材料选择与设计

针对某空间摆扫相机系统,为了保证空间红外相机获得轻质、可靠的摆扫头部,且各反射镜均具有良好的面形精度及较高的一阶固有频率,对其摆扫部分的结构进行了针对性研究。选择了铍铝合金材料作为Φ750 mm口径主反射镜材料,以钛合金材料的柔性支撑结构支撑,安装在铍铝合金材料的主镜室内。包含次镜组件、次镜支撑和遮光筒,整个摆动部分总质量为17.5 kg。采用有限元方法对反射镜组件在力热耦合状态下进行了仿真分析,结果表明反射镜全口径最大面形误差RMS值为27.04 nm,满足全口径范围内面形误差不低于λ/20(λ=632.8 nm)的要求。摆动部分一阶谐振频率为122 Hz,为控制系统预留了较大的带宽。实体模型的力学试验结果与有限元分析结果接近,表明满足总体对摆扫部分的设计要求。

电子探针对含Be矿物绿柱石的定量分析

绿柱石是最常见的含有超轻元素Be的硅酸盐矿物,其准确定量测试一直是电子探针微束分析领域的一大难点。本文总结了超轻元素微区测试的特点和难点,使用电子探针并结合全元素测试的思路对含Be矿物绿柱石进行微区化学成分分析,获得了令人满意的结果。结果同时表明,全元素测试方法可用于硅酸盐矿物中氧元素测试。此外,应用此方法对于含水或是变价元素矿物可得到更为理想的元素定量结果。