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Uncover the mystery of interfacial interactions in immiscible composites by spectroscopic microscopy:A case study with W-Cu

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Journal of Materials Science & Technology 2022年第31期126卷 106-115页

作者： Zhi Zhao fawei tang Chao Hou Xintao Huang Xiaoyan Song Faculty of Materials and Manufacturing Key Laboratory of Advanced Functional MaterialsEducation Ministry of ChinaBeijing University of TechnologyBeijing 100124China

Characterizing immiscible metallic composites with electron microscopy and X-ray spectroscopy is the classic way of obtaining their structural and physical details.Nevertheless,such a combination lacks abil-ity to tell the interfacial interactions at grain boundaries.Here we demonstrate a novel strategy to un-cover the mystery of interfacial interactions in such systems by spectroscopic microscopy.The morpho-logical and spectral data of samples were simultaneously recorded and analyzed,which reveals critical information regarding interfacial electronic modes.Taking W-Cu as a model,we experimentally quanti-fied its connectivity and unambiguously identified conditional bonding between W and Cu.Further,we chemically reconstructed the specific W-Cu boundary that possessed the strongest interactions and inves-tigated its atomic structure.The mechanism of W-Cu bonding was proposed and verified by first-principle calculations.The above methodology holds great promise to serve as a universal approach in achieving in-depth understanding of immiscible composites.

关键词： Metal-matrix composites Interface Physical properties Spectroscopic microscopy Interfacial bonding

Anode material with Li-Si nano-domains in three-dimensional carbon network

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Progress in Natural Science:Materials International 2019年第3期29卷 310-315页

作者： Chao Hou Ke Yang fawei tang Haibin Wang Xuemei Liu Xiaoyan Song College of Materials Science and Engineering Key Laboratory of Advanced Functional Materials Education Ministry of China Beijing University of Technology

A micro-nano combined composite with Li-Si alloy nano-domains in three-dimensional carbon network was prepared as a novel electrode material.The carbon network constrained the volume contraction and promoted effectively charge transfer of the whole active material.Meanwhile,the abundant interfaces between Li-Si alloy and carbon bound by Li-C ionic bonds,not only enhanced the delithiation at interface but also ensured the structural integrity.The present composite exhibited excellent electrochemical performance.The specific capacity at the first lithiation was as high as 1133 mAh g;at a current density of 0.1 A g;,which is superior to those reported for the core-shell structured nanoparticles.The Coulombic Efficiency at the first cycle was 90.4%and kept stable at more than 99.0%after only 10 cycles.The capacity retention was nearly twice as that of the incompact mixture of Li-Si nanoparticles and carbon.The energy density of the full cell constructed by the present composite and sulfur was evaluated to be 3 times as high as that of the commercial lithium-ion batteries.This work provides a new universal strategy for developing Li-rich anode materials with high combination properties and low cost.

关键词： Li-Si alloy Three-dimensional carbon network Nano-domain Interface bond

Geochronology and Petrogenesis for the Protolith of Biotite Plagioclase Gneiss at Lianghe,Western Yunnan

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2011年第4期85卷 870-880页

作者： CONG Feng LIN Shiliang ZOU Guangfu XIE Tao LI Zaihui tang fawei PENG Zhimin Chengdu Center of China Geological Survey Chengdu 610081China

In this paper,we report an integrated study of U-Pb age and Hf isotope compositions of zircons from biotite plagioclase gneiss at Lianghe in western Yunnan.The zircons preserved inherited core and rim texture.Igneous zircon grains and rims yielded a weighted mean ^（206）Pb/^（238）U age of 120.4±1.7 Ma,theirε_（Hf）（120 Ma）values were mainly negative ranging from-13.9 to-10.7,with Hf model ages between 1.9 Ga and 2.0 Ga,some zircons had positiveε_（Hf）（120 Ma）values ranging from 0.2 to 2.1.The inherited cores showed the wide variations in the U-Pb age of 375-1315 Ma.One of them showed theε_（Hf）（506 Ma）value of-4.2,it was similar to the gray gneiss of old crust,whichε_（Hf）（500 Ma） values were negative ranging from-4.5 to-3.3.Combining geological feature and geochemical data,we concluded that the protolith of biotite plagioclase gneiss was old crust-derived tonalitic magma during the early Cretaceous.

关键词： zircon U-Pb age Hf isotope Lianghe western Yunnan

主族元素掺杂对SmCo5合金结构和磁性能影响的第一性原理计算

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稀有金属材料与工程 2022年第2期51卷 535-544页

作者：毛斐唐法威吕皓郭凯刘东宋晓艳北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室北京100124

建立了以Al、Ga、In、Sn等元素为例的主族元素掺杂SmCo;合金的计算模型,基于第一性原理结合统计热力学方法研究了添加元素本征特性、掺杂浓度和温度对合金物相结构和磁学性能的影响。计算结果表明,主族元素的优先占位受元素理化性质和... 详细信息

建立了以Al、Ga、In、Sn等元素为例的主族元素掺杂SmCo;合金的计算模型,基于第一性原理结合统计热力学方法研究了添加元素本征特性、掺杂浓度和温度对合金物相结构和磁学性能的影响。计算结果表明,主族元素的优先占位受元素理化性质和掺杂体系占位空间大小两方面的影响;Al和Ga的添加有利于SmCo_(5)体系保持结构稳定性,且Al的占位概率随温度变化不明显,适用于较宽的温度范围。几种主族元素添加均削弱SmCo_(5)体系的总磁矩,而In掺杂体系具有相对较大的总磁矩,主要原因是In原子半径较大,引起掺杂体系晶格畸变,使In周围次近邻的Co原子出现磁矩增大的现象,对体系的总磁矩下降具有弥补作用。基于计算结果分析优选出利于SmCo_(5)体系结构稳定性和磁性能的主族元素Al和In,且预测了Al和In的最佳掺杂浓度范围。

关键词： Sm-Co基永磁合金第一性原理计算结构稳定性磁矩元素掺杂

青藏高原如角高温地热系统构造-热耦合成热模式

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中国地质 2023年第6期50卷 1621-1631页

作者：郭镜唐发伟官辉赵海华赵小云旦增国杰杜炳锐成都理工大学地球科学学院四川成都610059 中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610218 西藏地质矿产勘查开发局地热地质大队西藏拉萨850000 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000

【研究目的】地表热异常的形成无外乎两方面原因:异常的热源及异常的热传递方式。“厚壳”与“热壳”共存,是青藏高原高温地热系统与一般汇聚板缘型地热系统的最大差异。部分熔融(热)作为“热壳”中的异常热源,断裂系统(构造)作为“厚... 详细信息

【研究目的】地表热异常的形成无外乎两方面原因:异常的热源及异常的热传递方式。“厚壳”与“热壳”共存,是青藏高原高温地热系统与一般汇聚板缘型地热系统的最大差异。部分熔融(热)作为“热壳”中的异常热源,断裂系统(构造)作为“厚壳”中的对流传热通道,清晰刻画两者空间关系,探讨构造-热耦合成热模式,可能是完善“厚壳”与“热壳”共存下青藏高原特色成热理论的重要途径。【研究方法】本次研究以萨嘎县如角沸泉为例,运用大地电磁测深、音频大地电磁测深。【研究结果】探测断裂系统与部分熔融的空间关系;结合已有地球物理、地热地球化学研究,建立如角沸泉构造-热耦合成热模式;并以断裂系统的交汇处为目标体,布设两口生产井。【结论】如角式构造-热耦合成热模式具有普适性,对于完善青藏高原特色成热理论及提高地热勘查成功率具有重要意义。

关键词：构造-热耦合成热模式如角沸泉高温地热系统地热成因机制地热勘查实践地热地质调查工程青藏高原

碳酸盐岩深覆盖区隐伏岩溶构造的音频大地电磁探测:以云南大关地区为例

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沉积与特提斯地质 2023年第4期43卷 770-778页

作者：王桥杨剑唐发伟夏时斌廖国忠张伟李华高慧中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心) 四川成都610218

碳酸盐岩受水溶蚀易于发育岩溶,形成溶洞、地下河等,常导致油气钻探出现掉钻、卡钻等情况。调查和研究显示,云南大关地区奥陶系五峰—志留系龙马溪组富有机质页岩具有高含气性,是勘探开发的重要领域。然而,该地区分布的二叠系茅口组和... 详细信息

碳酸盐岩受水溶蚀易于发育岩溶,形成溶洞、地下河等,常导致油气钻探出现掉钻、卡钻等情况。调查和研究显示,云南大关地区奥陶系五峰—志留系龙马溪组富有机质页岩具有高含气性,是勘探开发的重要领域。然而,该地区分布的二叠系茅口组和栖霞组碳酸盐地层广泛发育岩溶构造,这在很大程度上制约了页岩气的进一步勘探。同时,这两套地层的埋深可能超过1km,对地球物理方法的探测精度也提出了挑战。本文通过理论模型试算和已有钻孔(D0)的方法试验,明确了音频大地电磁方法识别深部隐伏岩溶的可行性。在预选井位区(D1)开展音频大地电磁探测,并根据电性模型重新部署了调查井(D2),实际钻井检验了方法的可靠性,并认为不连续分布的高电阻率异常区往往指示岩溶构造的存在,井位布设的有利区可能是高电阻率异常连续分布的块状或带状异常区。因此,音频大地电磁探测不仅对岩溶覆盖区的油气钻井选址具有先导作用,同时也拓宽了该方法的应用范围。

关键词：碳酸盐岩深部隐伏岩溶构造音频大地电磁

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青藏高原壳幔结构构造的基本特征

沉积与特提斯地质 2022年第2期42卷 319-329页

作者：王桥潘桂棠唐发伟杨剑夏时斌张伟李华高慧廖国忠中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610081

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获... 详细信息

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获得认识的差异性和局限性所导致。基于此,本文利用前人深部结构资料,讨论了高原岩石圈的壳幔构造及物质组成等,并从新的地质视角讨论了班怒带的大地构造属性。通过梳理前人的深部结构资料,认为青藏高原的壳幔岩石圈结构较为复杂,如高原内部岩石圈厚度显著大于周缘地区,中下地壳及上地幔广泛分布着低速高导层,这些特殊的地质地球物理结构是印亚板块碰撞的结果。此外,本文进一步对比分析了班怒带的地质与地球物理结构,揭示该构造带两侧存在显著的差异,认为其是印度岩石圈的北缘,这对于认识青藏高原的形成演化具有重要的意义。

关键词：青藏高原碰撞岩石圈构造班怒带

Mn和In添加对SmCo7结构稳定性及磁矩影响的第一性原理计算

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金属学报 2021年第7期57卷 948-958页

作者：毛斐吕皓唐法威郭凯刘东宋晓艳北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室北京100124

基于构建适用于第一性原理计算、原子比例准确为Sm∶Co=1∶7的晶体结构模型,依据实验研究中得到的物相共存结果,对Mn和In掺杂的Sm-Co体系模型进行了系列计算分析。利用热力学计算方法,定量化研究了Mn和In在Sm-Co体系中优先占位特点及掺... 详细信息

基于构建适用于第一性原理计算、原子比例准确为Sm∶Co=1∶7的晶体结构模型,依据实验研究中得到的物相共存结果,对Mn和In掺杂的Sm-Co体系模型进行了系列计算分析。利用热力学计算方法,定量化研究了Mn和In在Sm-Co体系中优先占位特点及掺杂元素占位概率随温度的变化规律。通过Sm-Co合金掺杂体系的能量和电子结构计算,研究了Mn和In单掺杂SmCo7体系的结构稳定性。基于计算结果揭示了Mn和In对掺杂合金体系中原子间相互作用的影响,阐明了提升体系结构稳定性的微观机制,并提出了Mn添加可增加SmCo7合金的总磁矩,揭示了掺杂元素对SmCo7合金饱和磁化强度的影响规律。

关键词： Sm-Co基永磁合金第一性原理计算元素掺杂结构稳定性磁矩

激电与土壤化探方法在滇西北衙地区的勘查效果及应用前景

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沉积与特提斯地质 2021年第4期41卷 625-632页

作者：王桥唐发伟杨剑张伟廖国忠中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610081

为了获得北衙超大型金多金属矿床外围找矿工作的突破,本文在已知典型矿床模型上,开展直流激电与双频激电方法的对比试验研究。结果表明,两种方法都能有效揭示已知矿体的分布,但直流激电具有更强的抗干扰能力和更高的深部分辨率,所以直... 详细信息

为了获得北衙超大型金多金属矿床外围找矿工作的突破,本文在已知典型矿床模型上,开展直流激电与双频激电方法的对比试验研究。结果表明,两种方法都能有效揭示已知矿体的分布,但直流激电具有更强的抗干扰能力和更高的深部分辨率,所以直流激电方法可能更为适合北衙矿区。土壤化探资料揭示北衙远景区I土壤里高丰度的铅锌含量对激电异常具有较大干扰。利用直流激电与土壤化探的方法组合,揭示了北衙远景区II矿体的分布范围,取得了良好的应用效果,为北衙外围找矿提出了有效的技术方法组合建议。

关键词：激电土壤化探矿体赋存模型北衙地区