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Nb_(30)Ti_(35)Co_(35)合金定向凝固组织演化和显微硬度研究

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稀有金属 2024年第2期48卷 164-173页

作者：王豪闫二虎王金华褚海亮邹勇进孙立贤桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西信息材料重点实验室广西桂林541004 中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

三元以及多元合金凝固过程中,多组元间相互耦合和溶质再分配造成其凝固路径及其组织异常复杂,到目前为止尚未建立起完整统一的三元共晶凝固理论模型,凝固组织和机械性能的本质关系亟待研究。基于此,针对Nb_(30)Ti_(35)Co_(35)共晶合金(... 详细信息

三元以及多元合金凝固过程中,多组元间相互耦合和溶质再分配造成其凝固路径及其组织异常复杂,到目前为止尚未建立起完整统一的三元共晶凝固理论模型,凝固组织和机械性能的本质关系亟待研究。基于此,针对Nb_(30)Ti_(35)Co_(35)共晶合金(实测Nb_(31)Ti_(34)Co_(35))开展了不同抽拉速率(v=3,5,15,30,70μm·s^(-1))下的定向凝固实验研究,测量其显微硬度(H),旨在探索不同抽拉速率下合金的微观组织演化规律,并构建组织和性能之间的关系。结果表明:除极少量初生α-Nb外,常规铸态合金几乎完全由共晶(α-Nb+TiCo)组织构成,相类似地,定向凝固合金组织中也含有相同的组织类型(少量的Ti_(2)Co除外),即初生α-Nb和共晶(α-Nb+TiCo)组织;随着抽拉速率的逐渐增加,初生相α-Nb依次经历了“圆球状→团簇状→枝晶状”的转变,稳态生长区内共晶组织逐渐粗化,共晶排列不规则且相间距明显变大,淬火界面失稳并依次经历胞状界面到枝晶状界面转变;另外,与常规铸态合金相比较,定向凝固后合金的显微硬度明显提升并随着抽拉速率的减小而显著增加,二者关系为H=222.4+v^(-0.4328)+319.8,其中,抽拉速率为3μm·s^(-1)时的合金显微硬度值最大,为HV_(0.3)462,约为铸态合金的1.5倍。证实了定向凝固工艺可以调控合金显微组织,进而有效提高Nb-Ti-Co合金机械性能。

关键词： Nb-Ti-Co合金定向凝固微观组织显微硬度

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山东省微山县郗山稀土矿床成矿年代学新进展

地质科技通报 2024年第1期43卷 51-62页

作者：张鹏刘珊珊兰君李衣鑫邢楠刘敬杰刘袁坤康志强杨锋山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队山东泰安271000 桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心广西桂林541004

山东省微山县郗山稀土矿床位于华北板块东南缘,是一个以轻稀土为主的岩浆热液型稀土矿床,目前为我国第三大轻稀土矿床,对其成矿年龄还存在争议。为此,以郗山稀土矿最新勘探钻孔矿石样品为研究对象,通过野外调查、矿物学和年代学研究,采... 详细信息

山东省微山县郗山稀土矿床位于华北板块东南缘,是一个以轻稀土为主的岩浆热液型稀土矿床,目前为我国第三大轻稀土矿床,对其成矿年龄还存在争议。为此,以郗山稀土矿最新勘探钻孔矿石样品为研究对象,通过野外调查、矿物学和年代学研究,采用氟碳铈矿Th-Pb同位素定年精确厘定了郗山稀土矿的成矿年代。5件氟碳铈矿Th-Pb同位素定年结果表明,郗山稀土矿床成矿时代可分为2期:早期为(125.5±0.5)~(122.2±0.5)Ma,晚期为(112.3±0.6)Ma,其中早期年龄与前人得出的矿床成矿年龄基本一致,而晚期成矿年龄则是首次报道,表明郗山稀土矿床可能存在2期成矿活动,值得关注并开展进一步工作。

关键词：郗山稀土矿床 Th-Pb同位素定年氟碳铈矿微山县山东省

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高铁低品位红土镍矿酸浸工艺研究

湿法冶金 2024年第1期43卷 20-28页

作者：郭佳文陈进中冯吉福桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林541004 桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心广西桂林541004 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西桂林541004

研究了用硫酸从印尼某高铁低品位红土镍矿中加压酸浸镍、钴、铁,并探讨了浸出渣中铁品位变化及常压、加压下的浸出动力学。结果表明:在酸矿比260 kg/t、温度250℃(对应水蒸气压力4.0 MPa)、液固体积质量比3/1、搅拌速度300 r/min、粒度... 详细信息

研究了用硫酸从印尼某高铁低品位红土镍矿中加压酸浸镍、钴、铁,并探讨了浸出渣中铁品位变化及常压、加压下的浸出动力学。结果表明:在酸矿比260 kg/t、温度250℃(对应水蒸气压力4.0 MPa)、液固体积质量比3/1、搅拌速度300 r/min、粒度100目、反应时间1 h条件下,镍、钴、铁浸出率分别为98.1%、98.3%、4.7%,铁品位可达51.3%;加压和常压下,镍、钴浸出过程均符合界面化学反应控制的收缩核模型,加压下反应活化能分别为116、91 kJ/mol,常压下反应活化能分别为41、53 kJ/mol;常压下主要是针铁矿的浸出,高压下主要是铬铁矿、磁铁矿等矿相的浸出。

关键词：红土镍矿高铁低品位镍钴酸浸动力学

基于机器学习算法的滑坡土壤含水率预测方法研究

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水电能源科学 2024年第3期42卷 73-77页

作者：杨小平段生锐蒋力刘光辉桂林理工大学信息科学与工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西嵌入式技术与智能系统重点实验室广西桂林541004 广西壮族自治区地质环境监测站广西南宁530029 桂林赛普电子科技有限公司广西桂林541004

土壤含水率是影响坡体稳定性的决定因素之一。针对滑坡体内部土壤水分信息难以准确感知的问题,建立了一种基于机器学习算法树突神经网络的土壤含水率预测模型(DDNN),通过分析土壤水分垂向变化特征和数据相关性确定关键的影响因子后,将... 详细信息

土壤含水率是影响坡体稳定性的决定因素之一。针对滑坡体内部土壤水分信息难以准确感知的问题,建立了一种基于机器学习算法树突神经网络的土壤含水率预测模型(DDNN),通过分析土壤水分垂向变化特征和数据相关性确定关键的影响因子后,将水分预测模型DDNN与GA-BP、RF、RBFNN三种算法进行对比试验。发现DDNN预测模型的拟合优度R2最高为0.998,均方根误差和平均绝对误差均最小,分别为0.091、0.059,其预测精度明显高于其他三种算法。并采用关系谱探究了相关影响因素对土壤含水率的敏感程度。结果表明,敏感度由高到低依次为气温、降水、初始水分、风速、地温,研究结果可为滑坡体稳定性分析提供技术方法支撑。

关键词：机器学习算法树突神经网络滑坡体土壤含水率预测相关性敏感性

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基于智能优化算法的边坡稳定性预测方法研究

水电能源科学 2024年第5期42卷 96-100页

针对边坡稳定性预测中数据分析片面、模型预测精度低的问题,基于302个边坡案例,选取6个变量特征,利用麻雀搜索算法(SSA)更新BP神经网络的敏感因子,建立SSA-BP边坡稳定性预测模型。采用混淆矩阵、受试者工作特征(ROC)曲线及曲线下面积A_(... 详细信息

针对边坡稳定性预测中数据分析片面、模型预测精度低的问题,基于302个边坡案例,选取6个变量特征,利用麻雀搜索算法(SSA)更新BP神经网络的敏感因子,建立SSA-BP边坡稳定性预测模型。采用混淆矩阵、受试者工作特征(ROC)曲线及曲线下面积A_(UC)值作为衡量指标,通过五折交叉验证法提高模型的泛化能力并与RF、BP、SVM、PSO-BP、GA-BP和LSTM 6种机器学习算法进行预测效果对比。结果表明,SSA-BP模型的A_(UC)值、准确率和F_1分数均最高,分别为91.90%、85.81%和85.87%,相较于优化前的BP网络A_(UC)值提高了23%。经典算例证明SSA-BP预测模型与ABAQUS计算的安全系数相近,并可给出可靠的预测结果,为岩土工程中边坡稳定性预测提供了一种新方法。

关键词：边坡稳定性预测机器学习麻雀搜索算法(SSA) BP网络混淆矩阵

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广西离子吸附型重稀土找矿突破方向研究与科研性示范勘查进展

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地球科学 2024年第6期49卷 1931-1945页

作者：付伟董春放许成王瑞湖陆济璞周辉韩志轩易泽邦吕玉增黄光琼罗鹏桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心桂林理工大学广西桂林541004 广西壮族自治区地质调查院广西南宁530023 广西壮族自治区地质矿产勘查开发局广西南宁530023 广西壮族自治区自然资源厅广西南宁530023

离子吸附型稀土矿是关乎我国稀土关键矿产国际竞争优势和资源战略安全的重要矿床类型.广西作为中国南方盛产离子吸附型稀土的主要省份之一,矿床数量众多且资源总量丰富,但在配分特征上以轻稀土型为主,重稀土型则相对稀缺.为提高广西重... 详细信息

离子吸附型稀土矿是关乎我国稀土关键矿产国际竞争优势和资源战略安全的重要矿床类型.广西作为中国南方盛产离子吸附型稀土的主要省份之一,矿床数量众多且资源总量丰富,但在配分特征上以轻稀土型为主,重稀土型则相对稀缺.为提高广西重稀土资源储备,在依照江西“足洞式”和广西本地“南安式”重稀土成矿模式找矿效果暂不理想的情况下,提出将近年来新报道的风化壳轻重稀土叠生型矿床作为找矿突破方向.进而选择灵山县佳平地区作为实验基地,开展了集成矿理论研究和找矿勘查为一体的科研性示范勘查工作.结果发现,在示范勘查区内除了常见的轻稀土成矿类型之外,还发育了以“上轻下重”双层结构为标志的轻重稀土叠生类型.内源与外生成矿条件综合研究指示,两种成矿类型的母岩条件类似,均与具有高稀土总量(ΣREE>260×10^(-6))、低度轻稀土配分(1生型更偏向于在覆盖厚层风化壳和存在强烈土壤水渗流活动的地貌-水文环境中发育.这种特定的外生环境能为稀土元素在风化过程中发生长距离的淋滤-淀积提供更有利的空间和动力条件,增强风化壳内部稀土元素的富集与分异效应,使得活动性更强的重稀土元素比轻稀土元素优先向风化壳下部迁移和富集,最终在持续的分异作用下形成“上轻下重”双层矿化结构.在上述成矿理论认识的指导下,笔者通过对常规勘查方法的调整和优化,采取了整体放稀勘查网度和局部加密钻孔验证相结合的方法,使得科研示范勘查工作取得良好实际找矿效果,探获重稀土资源量达到中型规模,这对指导广西乃至中国南方“上轻下重”叠生型稀土风化矿床的找矿工作具有参考意义.

关键词：重稀土离子吸附型稀土矿床风化成矿作用科研性示范勘查找矿突破.

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地质样品铊同位素分析预处理方法优化

岩矿测试 2024年第2期43卷 213-223页

作者：柒锦捷余红霞徐庆鸿袁永海杨锋张惠评桂林理工大学地球科学学院广西桂林541006 桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室广西桂林541006

铊同位素体系可以示踪天体演化、古环境变化、矿床成因及污染物迁移等地质过程。然而,目前用于铊同位素分析的样品消解和离子交换方法耗时较长,往往需要两周甚至更久;为了提高化学前处理效率,本文采用微波消解法分解样品,以AG1-X8阴离... 详细信息

铊同位素体系可以示踪天体演化、古环境变化、矿床成因及污染物迁移等地质过程。然而,目前用于铊同位素分析的样品消解和离子交换方法耗时较长,往往需要两周甚至更久;为了提高化学前处理效率,本文采用微波消解法分解样品,以AG1-X8阴离子交换树脂纯化铊,采用多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测试,仪器的质量歧视用铅同位素标准溶液(NIST SRM981)校正。通过考察消解条件、淋洗曲线和基质效应,结果表明:采用微波消解法,在2mL硝酸-2mL氢氟酸-0.5mL高氯酸的混合酸体系中选用适当的消解程序可以将0.2g土壤标准物质GBW07406消解完全,总耗时不超过2h;利用AG1-X8树脂,上样后,依次以2mL 2mol/L硝酸-1%溴水淋洗6次、2mL超纯水淋洗1次和2mL 0.1mol/L盐酸-6%二氧化硫淋洗5次(收集铊),可有效地纯化铊;常见共存元素的干扰实验结果显示,树脂填充量为2mL时,该淋洗流程所允许上样溶液中含有三价铁和三价铝离子的量分别不应超过2.56mmol和4.90mmol,否则会使铊的回收率降低。将此方法应用于4个地质标准物质中铊同位素比值的测定,ε^(205)TlGSB Tl的精密度(2SD,n=6)均优于0.3;与文献的结果对比显示,标准物质NOD-P-1、GBW07406和GSP-2的ε^(205)Tl差值(ε^(205)Tl_(NIST 997)-ε^(205)Tl_(GSB Tl))均为0.8,NOD-A-1的ε^(205)Tl差值为0.7,说明方法具有较好的准确性;此外,可以估算标准物质GSB 04-1758-2004相对于NIST 997的ε^(205)Tl值应约等于0.8。

关键词：硝酸-氢氟酸-高氯酸微波消解 AG1-X8阴离子交换树脂铊同位素组成多接收器电感耦合等离子体质谱法

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特提斯喜马拉雅带东部陆热地区火山岩年代学、地球化学及成因研究

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地质找矿论丛 2024年第2期39卷 219-231页

作者：刘宗昊康志强杨锋乔泽东马诚佑申妍菲桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心广西桂林541004

本文首次开展了对特提斯喜马拉雅带东部陆热地区的中酸性火山岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩主元素、微量元素研究,结果表明:陆热地区酸性火山岩主要为英安岩和流纹岩,样品锆石U-Pb定年获得了141.1 Ma±1.3 Ma、135.3 Ma... 详细信息

本文首次开展了对特提斯喜马拉雅带东部陆热地区的中酸性火山岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩主元素、微量元素研究,结果表明:陆热地区酸性火山岩主要为英安岩和流纹岩,样品锆石U-Pb定年获得了141.1 Ma±1.3 Ma、135.3 Ma±6.6 Ma两个年龄值;稀土元素分配图呈明显的右倾模式,轻重稀土分馏明显,Eu负异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,样品富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),显示出壳源岩浆的特征。陆热地区中性火山岩为安山岩,样品锆石的U-Pb年龄为133.9 Ma±4.9 Ma,样品稀土元素分配图呈明显的右倾型模式,且没有明显的Eu异常。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,样品无Nb、Ta负异常,且其Mg^(#)值较高(42.9),相容性元素Ni、Co、Cr、V等含量相对较高,显示出一定的幔源岩浆特征。本研究认为,陆热地区酸性火成岩是在地壳伸展减薄的拉伸环境以及Kerguelen地幔柱活动的双重作用下,幔源岩浆底侵使上地壳发生部分熔融形成;中性火成岩则是与Kerguelen地幔柱活动有关的基性岩浆经历了一定程度的分离结晶,并沿着构造裂缝上涌喷出形成。

关键词：特提斯喜马拉雅带火山岩地球化学锆石U-Pb测年陆热地区西藏

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山西代县崩塌发育特征、失稳模式及影响因素

防灾减灾学报 2024年第1期40卷 74-84页

作者：蒲文欣郭强孟祥阳桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 山西省煤炭地质资源环境调查院有限公司山西太原030006

对山西省代县1998—2018年发生或现存的28处崩塌基本数据特征进行了调查统计,并进行分析研究。旨在查明区域内崩塌灾害体危害,为当地经济可持续发展、灾害监测预报、防灾减灾工程等可行性研究提供了可靠的依据。结果显示:在时间域上,崩... 详细信息

对山西省代县1998—2018年发生或现存的28处崩塌基本数据特征进行了调查统计,并进行分析研究。旨在查明区域内崩塌灾害体危害,为当地经济可持续发展、灾害监测预报、防灾减灾工程等可行性研究提供了可靠的依据。结果显示:在时间域上,崩塌呈现出集中分布的规律,具有明显的年周期变化规律,雨季集中,汛期(5—9月)高发,冻融季次之,灾害点分布于多年平均降雨量400~700 mm的区域内。在空间域上,不同地貌区崩塌的发生数量有明显差异,南北两侧山区分布较集中,沿河谷两侧呈条带状分布。代县土质崩塌存在倾倒式、滑移式、拉裂式和错断式四种变形模式;基岩崩塌主要有错断式、倾倒式和拉裂式三种变形失稳模式。影响因素包括降雨、地形地貌(坡高、坡向、坡度、坡形)、河流侵蚀、冻融作用及植被与人类工程活动等。其中,人为因素和大气降雨二者的双重作用是诱发崩塌最活跃、最积极的因素,其他地质环境因素对崩塌发育影响相对缓慢。因此,从探究该地区崩塌发育特征、变形失稳模式来看,进一步研究其影响因素,对探究该地区地质灾害的成因机理、破坏机制以及后续的防治有重要的科学实践意义。

关键词：崩塌发育特征失稳模式影响因素山西代县