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内蒙古白云鄂博矿床发现一种新的含羟基、铌-镁氧化物新矿物——福元铌矿

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岩石学报 2025年第1期41卷 1-3页

作者：佘海东范宏瑞展云翔谷湘平李晓春杨奎锋王其伟中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室包头014030 江西应用科技学院宝石与矿物资源学院南昌330100

铌具有熔点高、耐腐蚀、耐磨和超导性等优点,被广泛应用于特种钢铁、超导材料和航空航天等领域,是发展低碳绿色能源产业的战略性关键金属。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,也是中国最大的铌矿床。据统计,在该矿床已发现的矿物... 详细信息

铌具有熔点高、耐腐蚀、耐磨和超导性等优点,被广泛应用于特种钢铁、超导材料和航空航天等领域,是发展低碳绿色能源产业的战略性关键金属。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,也是中国最大的铌矿床。据统计,在该矿床已发现的矿物达210余种,其中新矿物23种;铌矿物近31种,其中新矿物10种。福元铌矿是近期在该矿床发现的又一种新的含铌矿物,呈红褐色至褐色,板状,自形至半自形,粒度约为40~60μm,通常与鄂博铌矿、铌钙矿、烧绿石、磁铁矿及碳酸盐矿物等共生。福元铌矿是一种结构简单的含羟基、镁-铌氧化物类矿物,理想化学式Mg_(7)Nb_(6)O_(18)(OH)_(8),铌氧化物平均含量为67.3%,属于三方晶系,空间群P 3(#147)。福元铌矿是鄂博铌矿水热蚀变后的产物,且Nb_(2)O_(5)含量显著升高。福元铌矿新矿物的发现增加了白云鄂博可用铌金属选冶矿物种类,也表明了蚀变作用过程中Nb的弱迁移性。

关键词：新矿物福元铌矿含羟基铌镁氧化物白云鄂博

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土壤中典型矿物对锑的吸附-沉积行为研究

岩矿测试 2025年第1期44卷 127-139页

作者：郭贵宾袁晓雅黄理金帅琴胡圣虹欧阳磊生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)材料与化学学院湖北武汉430074

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征... 详细信息

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征。为了系统地比较土壤中典型矿物对锑的吸附能力差异,本文选用土壤中常见的5种金属氧化物(赤铁矿、针铁矿、水铁矿、氧化铝、斜方锰矿)和1种黏土矿物(高岭石),探究Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在其表面的吸附热、动力学行为,并基于原位拉曼光谱表征分析了锑的吸附形态,推测其吸附机理。结果表明:铁锰氧化物对锑的吸附容量较大,而氧化铝、高岭石对锑吸附容量较小,6种典型矿物对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附容量(mg/g)分别为水铁矿(101.4、55.9)>斜方锰矿(16.52、7.58)>针铁矿(13.30、5.67)>赤铁矿(5.13、3.70)>氧化铝(1.66、1.69)>高岭石(0.27、0.51);受锑存在形态及矿物表面电位的影响,酸性条件下有利于Sb(Ⅴ)的吸附,吸附量较之碱性环境有24%~78%增加,而Sb(Ⅲ)的吸附受pH值影响较小(变化范围0.3%~14%);土壤中典型矿物对不同浓度的Sb(Ⅴ)主要为吸附作用,而Sb(Ⅲ)在较高浓度时,可能在矿物表面发生沉积,形成Sb_(2)O_(3)。本文通过采用拉曼光谱,基于锑的特征谱峰,可方便地对矿物表面吸附态和沉积态的锑进行原位表征。

关键词：锑水铁矿斜方锰矿氧化铝吸附沉积拉曼光谱

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二聚酸离子液体作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1739-1751页

作者：张铭建陈云龙李维民程顺峰青岛农业大学生命科学学院山东青岛 266041 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博 255000

以不同链长的二元脂肪酸作为阴离子，以二异丙醇胺作为阳离子，合成了4种羧酸铵型离子液体(CAILs)，并研究了其作为水-二乙二醇(WDG)添加剂的溶解性和摩擦学性能，随后采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束-透射电子显... 详细信息

以不同链长的二元脂肪酸作为阴离子，以二异丙醇胺作为阳离子，合成了4种羧酸铵型离子液体(CAILs)，并研究了其作为水-二乙二醇(WDG)添加剂的溶解性和摩擦学性能，随后采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束-透射电子显微镜(FIB-TEM)、石英晶体微天平(QCM)和X射线光电子能谱(XPS)对试验后的磨痕进行二维形貌的观察和化学组成的分析. 结果表明：4种离子液体在水-二乙二醇中有良好的溶解性(>4.0%，质量分数)和稳定性. 此外，4种离子液体都能增强WDG的减摩性能，但只有二聚酸离子液体(DC36-DIPA)增强了WDG的抗磨性能，同时提高了WDG的承载能力(500 N)，表现出最佳的摩擦学性能. OM、SEM、FIB-TEM、QCM和XPS结果表明：质量分数0.5% DC36-DIPA在钢-钢摩擦副表面生成了厚度约为60~70 nm、以铁氧化物为主要成分的摩擦膜，这层摩擦膜通过DC36-DIPA分子在金属表面的吸附以及润滑剂与摩擦副之间的摩擦化学反应而形成，起到减摩抗磨的作用.

关键词：离子液体吸附摩擦化学反应润滑机制

NP油溶性离子液体添加剂的制备及其结构对摩擦学性能影响

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1707-1719页

作者：王玉荣谢经堂郭斌张朝阳于强亮蔡美荣郭峰青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛 266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000 新疆工程学院化学与环境工程学院新疆乌鲁木齐 830023 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台 264006

制备了2种新的磷酸季铵离子液体N22216P和N12121216P，研究了这2种离子液体(ILs)的溶解性能、黏温性能、热稳定性能和防腐性能，探究了室温和高温下它们作为PAO10润滑添加剂的摩擦学性能，并分析了ILs的结构对其润滑性能的影响. 结果发... 详细信息

制备了2种新的磷酸季铵离子液体N22216P和N12121216P，研究了这2种离子液体(ILs)的溶解性能、黏温性能、热稳定性能和防腐性能，探究了室温和高温下它们作为PAO10润滑添加剂的摩擦学性能，并分析了ILs的结构对其润滑性能的影响. 结果发现，质量分数为1%的N22216P和N12121216P表现出比1%商业添加剂T204更优异的润滑性能. 根据电接触电阻、石英晶体微天平测量、能谱和X射线光电子能谱表征结果，推测这2种ILs在摩擦过程中易吸附在基底表面形成吸附膜，这有助于在钢表面发生摩擦化学反应形成摩擦保护膜，从而起到减摩抗磨作用. 此外，还发现：室温和高温润滑下，具有较低空间位阻结构的ILs更易吸附在基底上形成更致密的吸附膜并进一步在钢表面发生反应形成更多的含有抗磨化合物的更致密的润滑膜，因此，空间位阻较小的N22216P具有更优异的润滑性能，这表明ILs作为基础油添加剂的润滑性能受空间位阻结构的影响.

关键词：润滑添加剂离子液体润滑性能磨损润滑机理

钠交代作用对碱性花岗岩体系中稀土富集成矿的贡献

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岩石学报 2024年第3期40卷 864-872页

作者：张东杨武斌牛贺才中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

碱性岩是全球稀土资源的主要来源之一,特别是中-重稀土资源。针对碱性花岗岩体系中稀土(REE)和部分高场强元素(HFSE)超常富集机制及其控制因素等关键科学问题,目前尚缺乏深入系统的研究工作。本文重点关注碱性花岗岩成矿体系中的钠交代... 详细信息

碱性岩是全球稀土资源的主要来源之一,特别是中-重稀土资源。针对碱性花岗岩体系中稀土(REE)和部分高场强元素(HFSE)超常富集机制及其控制因素等关键科学问题,目前尚缺乏深入系统的研究工作。本文重点关注碱性花岗岩成矿体系中的钠交代作用,对常见的钠长石化、钠铁闪石化和钠辉石化等热液交代过程中的矿物交代反应过程及其稀有稀土元素再活化-迁移过程开展分析和讨论。在碱性岩中,碱性角闪石和辉石被认为是REE和HFSE的重要载体,同时也是岩浆分异演化的有效示踪剂。以中国黑龙江碾子山碱性花岗岩为例,岩浆晚期的热液交代会导致碱性角闪石和辉石从富钙的矿物相向富钠的矿物相转变,在这个相转变过程中会导致REE和HFSE的活化和迁移。特别是岩浆晚期热液富钠霓辉石的形成过程中REE和HFSE会大规模释放到交代流体中,可能是导致这些关键金属元素在岩浆晚期超常富集和成矿的关键控制因素。因此,碱性角闪石和辉石的钠指数[Na^(#)=Na/(Na+Ca)摩尔比]可能是一个潜在的矿物地球化学指标,或将为碱性岩型稀土资源勘查提供新的方法。

关键词：碱性花岗岩碱性角闪石钠交代作用稀土钠指数(Na^(#))

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我国稀土资源现状和评价

大地构造与成矿学 2022年第5期46卷 829-841页

作者：何宏平杨武斌中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

稀土元素是镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。由于稀土具有独特的光、电、磁等物理化学性质,在新能源、通信、航空航天、国防军工等高新技术领域应用广泛,被誉为“工业维生素”,因此它们是一类重要的战略资源。稀土是我国的优... 详细信息

稀土元素是镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。由于稀土具有独特的光、电、磁等物理化学性质,在新能源、通信、航空航天、国防军工等高新技术领域应用广泛,被誉为“工业维生素”,因此它们是一类重要的战略资源。稀土是我国的优势资源,同时,我国也是稀土生产和消费大国。自20世纪90年代以来,我国一直是主要的稀土生产国,提供了全球80%以上的稀土原材料供给,其中重稀土的供给占90%以上。长期的产/储比失衡和粗放式利用已经引发了严峻的资源与环境安全问题。因此,对我国的稀土资源现状、资源可利用性和资源安全风险做一个客观的梳理和评价已成为当务之急。本文系统概述了我国现有稀土资源储量、主要类型和分布现状,评估了我国稀土资源的可利用性,提出“保轻扩重”和“绿色开采”是我国未来稀土资源勘查与利用应遵循的重要原则。

关键词：稀土资源碱性岩型风化壳型资源可利用性资源安全风险

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柱塞泵滑靴副Cu-Sn-Bi合金的摩擦学性能

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1650-1661页

作者：李振宇史小锋杨东亚王宏刚赵更锐靳伍银兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州 730050 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000 中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安 710077

采用粉末冶金工艺在钢背底上烧结了2种不同Ni含量(质量分数为0%和2%)的铜锡铋(Cu-Sn-Bi)双金属复合材料，研究了复合材料合金铜层密度、布氏硬度、微观组织和不同环境温度(25、70、100和150 ℃)下的摩擦学性能. 结果表明：Ni强化后的复... 详细信息

采用粉末冶金工艺在钢背底上烧结了2种不同Ni含量(质量分数为0%和2%)的铜锡铋(Cu-Sn-Bi)双金属复合材料，研究了复合材料合金铜层密度、布氏硬度、微观组织和不同环境温度(25、70、100和150 ℃)下的摩擦学性能. 结果表明：Ni强化后的复合材料密度和表面硬度均有所提高；合金表面孔洞减少，晶粒细化作用明显，这归因于Ni加入合金中引起的再结晶反应；拉伸断口处的小韧窝提高了合金的断裂韧性；相对于未经Ni强化的Cu-Sn-Bi，摩擦试验中含质量分数2% Ni的Cu-Sn-Bi复合材料在温度较低时有更稳定的摩擦系数和更长的摩擦寿命，这得益于强化后的合金磨痕表面形成了1种耐磨层；在温度较低时，耐磨层主要由磨痕表面的轻微塑性变形层和吸附的NiO氧化层组成；在温度较高时，耐磨层主要由磨痕表面均匀涂覆的Fe2O3和Fe2O4组成；此外，强化后的Cu-Sn-Bi合金大幅减少了在干摩擦过程中剥落的磨屑数量，使其更适合用于闭式机械设备中；Ni强化后的合金试样在缺油润滑状态下能更平稳的进入混合弹流润滑阶段.

关键词： Ni Cu-Sn-Bi双金属复合材料环境温度摩擦磨损

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KCl-O2体系高温高压拉曼光谱研究

光谱学与光谱分析 2020年第5期40卷 1367-1371页

作者：田雨肖万生谭大勇何运鸿赵慧芳姜峰中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

利用金刚石压腔装置和激光加热技术,在高温高压下对KCl-O2体系进行化学反应研究。实验中先将样品体系预压到37 GPa,然后对样品进行激光加热处理,加热温度(1800±200)K,淬火至常温后进行激光拉曼测试。拉曼测试结果显示KCl-O2体系在高温... 详细信息

利用金刚石压腔装置和激光加热技术,在高温高压下对KCl-O2体系进行化学反应研究。实验中先将样品体系预压到37 GPa,然后对样品进行激光加热处理,加热温度(1800±200)K,淬火至常温后进行激光拉曼测试。拉曼测试结果显示KCl-O2体系在高温高压下发生了新奇的化学反应,生成三方(P-3c1)结构的非传统化合物KCl3、少量KClO4、固体Cl2(Cmca)以及可能存在的另外一种非传统化合物KO4。实验中P-3c1-KCl3高压下测到了11个拉曼振动峰,基于P-3c1-KCl3第一性原理拉曼光谱的理论计算,将这11个拉曼振动峰进行振动模式归属。P-3c1-KCl3在卸压过程中拉曼峰强度逐渐变弱,于压力小于10 GPa时逐渐分解变成KCl和Cl2,反映其不能在常压下保存。KO4在高压下受到金刚石拉曼峰的干扰难以检测到拉曼峰,而在常压下打开金刚石压腔后测到了KO4的3个拉曼振动峰。实验显示易吸潮的KO4黑色粉末能够保存到常压。KCl3和KO4中分别具有带分数负电荷的非线性对称Cl-Cl-Cl聚阴离子链和O-O原子对,反映高压有利于形成非常规聚阴离子(Cl-3)和阴离子(O-4),表现出与常压或者低压不一样的化学特性。实验显示在高压下存在数个不同寻常的化学反应,通过对反应物和生成物的氧化还原价态分析显示,O得到电子由0价变成负价态,而Cl失去电子由负价态变成0价或者正价态,反映高压下O得电子能力强于Cl。这些新奇的化学反应以及非常规聚氯阴离子化合物P-3c1-KCl3的实验观察为合成具有奇特性质的聚阴离子化合物提供了新的思路。

关键词：高压高温三氯聚阴离子拉曼光谱 KCl3

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内蒙古中部二叠纪额布图岩体的橄榄石成分特征及其对辉石岩地幔源区的指示

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大地构造与成矿学 2021年第6期45卷 1185-1201页

作者：暴宏天王焰曹勇华魏博中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

内蒙古中部的额布图超镁铁质岩体位于中亚造山带与华北克拉通北缘的碰撞拼贴带内,发育铜镍硫化物矿化。该岩体主要由橄榄斜方辉石岩和斜方辉石岩组成,橄榄斜方辉石岩中橄榄石含量~15%,斜方辉石岩中橄榄石含量<5%,两种岩石中橄榄石的Fo... 详细信息

内蒙古中部的额布图超镁铁质岩体位于中亚造山带与华北克拉通北缘的碰撞拼贴带内,发育铜镍硫化物矿化。该岩体主要由橄榄斜方辉石岩和斜方辉石岩组成,橄榄斜方辉石岩中橄榄石含量~15%,斜方辉石岩中橄榄石含量<5%,两种岩石中橄榄石的Fo值介于83~87之间。在Fo值相同时,与橄榄岩地幔部分熔融熔体中结晶的橄榄石相比,额布图岩体中的橄榄石具有较低的Mn含量,指示其母岩浆可能不是橄榄岩地幔的熔融产物。同时,该岩体的橄榄石具有较低的Mn/Zn和Mn/Fe值、较高的Zn/Fe值,与来源于典型辉石岩地幔的Mwenezi和Tuli玄武岩中橄榄石斑晶的相应比值一致。因此,额布图岩体的地幔源区可能以辉石岩为主。同时,该岩体中橄榄石的Ca含量较低、Li含量较高指示其源区可能经历了俯冲流体的改造。因此,额布图岩体地幔源区中的辉石岩组分可能是当古亚洲洋板片向南俯冲至华北克拉通之下时,来自俯冲板片的流体/挥发分进入上覆地幔楔,造成先存于地幔中的古老下地壳组分发生熔融并交代周围的地幔橄榄岩形成的。

关键词：橄榄石辉石岩地幔额布图超镁铁质岩体中亚造山带

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