Si-C-SiO_2体系在高压变质条件下的结构相变

根据高能机械球磨与地球板块间的碰撞具有的碰撞局域性和剪切应力的相似特点,采用高能机械球磨与静高温、高压技术,按照质量比m(Si):m(C):m(SiO2)=65∶14∶21制成样品,人工合成柯石英.用X射线粉末衍射对经高能机械球磨后的样品进行了结构表征.结果表明:得到合成柯石英的最低条件是3.8 GPa和873K;合成的柯石英为单斜柯石英,与天然矿物中发现的柯石英晶体的结构相同.     

柯石英最小静态形成压力与地表柯石英形成新机制及其地学意义

指出了实验室柯石英最小静态形成压力对判断地表柯石英形成机制的重要性.报道了诸多因素,包括动力学因素对柯石英最小静态形成压力(Pcos,min)的影响.分析了已有文献的实验室Pcos,min数据,指明了它们和不均匀局域高压微区压力与表观测量压力的关系.提出不均匀局域高压微区的作用模型;分析了局域高压微区与大尺度板块折返形成地表柯石英特征的差异.最后,对地表柯石英的形成机制进行了讨论.指出地表中因组成物质和应力的不均匀性,可形成许多小尺度不均匀局域高压微区,它们在造山带的断裂带剪切带中,受外界因素(如地震波和/或挤压剪切力等)的影响,容易形成柯石英,是可能性最大的地表柯石英形成机制;而板块折返假说虽然可以解释地表柯石英的形成,但是一种可能性很小的机制.     

柯石英最小静态形成压力与地表柯石英形成新机制及其地学意义

指出了实验室柯石英最小静态形成压力对判断地表柯石英形成机制的重要性．报道了诸多因素,包括动力学因素对柯石英最小静态形成压力（Pcos,min）的影响．分析了已有文献的实验室Pcos,min数据,指明了它们和不均匀局域高压微区压力与表观测量压力的关系．提出不均匀局域高压微区的作用模型;分析了局域高压微区与大尺度板块折返形成地表柯石英特征的差异．最后,对地表柯石英的形成机制进行了讨论．指出地表中因组成物质和应力的不均匀性,可形成许多小尺度不均匀局域高压微区,它们在造山带的断裂带剪切带中,受外界因素（如地震波和／或挤压剪切力等）的影响,容易形成柯石英,是可能性最大的地表柯石英形成机制;而板块折返假说虽然可以解释地表柯石英的形成,但是一种可能性很小的机制．     

硅掺杂量对柯石英形成条件的影响硅掺杂量对柯石英形成条件的影响

以不同质量比的α\|石英和硅混合粉体作为初始原料, 利用高能机械球磨和高压高温处理相结合的方法, 考察硅元素含量对柯石英形成条件的影响. 用X射线衍射(XRD)和Raman谱表征实验产物. 结果表明, 在高压高温密封条件下, α\|石英晶粒表面的Si与氧原子的吸引力较强, 阻碍了近邻原子位移, 从而制约了从六方α\|石英到单斜柯石英的马氏体型同质异构变化.     

合成柯石英Pcos,min的影响因素分析

研究了局域动态碰撞、局域高压、亚稳态以及其它一些因素对柯石英静态最小合成压力的影响,系统分析实验室合成柯石英Pcos,min数据,讨论地表柯石英的形成机制。     

α-石英在高温高压下的结构转变研究

以经高能机械球磨的α-SiO2粉体作为初始原料,考察了高压高温下柯石英的合成。使用XRD和Raman等表征手段对合成样品进行了结构表征,结果显示在2．5GPa的低压下就能够合成出少量小尺度柯石英。     

科技期刊亮点

学者认为板块深俯冲快折返假说物理基础脆弱地壳俯冲是板块构造学说的重要内容。27年来,国内外发表了上千篇论文,板块深俯冲快折返假说成了地表柯石英形成机制的主流学说。然而,国内外对板块深俯冲快折返假说一直存在激烈的争议。2005年以来,哈尔滨工业大学凝聚态科学与技术研究中心和吉林大学凝聚态物理系苏文辉教授领导的柯石英研     

纳米SiO2在高压高温下的结构转化

以纳米SiO₂粉体为原料, 在高压高温下研究其晶化过程. XRD和Raman谱表明, 纳米SiO₂在常压1 000~1 600 ℃条件下, 晶化成α-方石英和少量的鳞石英; 在2.0~3.5 GPa, 320~1 100 ℃条件下, 晶化成α-石英; 在3.9 GPa, 320~1 100 ℃条件下, 晶化成柯石英.      

用热力学方法计算柯石英-斯石英的相边界

正确地确定柯石英和斯石英间的相边界对岩石学、地球物理和矿物物理等有着很重要的意义。本文利用热力学方法分别对现在常用的三种不同的柯石英-斯石英的相变熵和相变焓进行了计算,通过分析并和实验对比,认为33.81KJ/mol和14.1J/mol分别为柯石英-斯石英最合理的相变熵(ΔS0298)和相变焓(ΔH0298),用它们计算出来的相边界的斜率为0.0028,和实验值(0.0026)的相对误差很小。     

变质沉积岩中发现斯石英存在的证据：陆壳深俯冲所返的深度可超过350km

超高压变质及其引伸的大陆深俯冲作用是数十年来国际固体地球科学研究中思想最活跃、竞争最激烈的研究领域之一,按照传统的板块构造学说,在板块边界消减俯冲带上,大陆地壳因其密度低,不可能俯冲到高密度的地幔中去,然而,1984年法国科学家Chopin和Smith分别在西阿尔卑斯和挪威变沉积岩中发现了柯石英,随后前苏联和我国学者分别在哈萨克斯坦变沉积岩和中国大别榴辉岩中发现微粒金刚石,证明低密度的陆壳岩石可被俯冲到大于80—120km的地幔深度,然后再折返到地表．这些发现改变了传统的地球动力学观念,很快在国际上引发了一场超高压和大陆深俯冲作用研究热潮。     

高压变质二氧化硅矿物的矿物物理研究

对高压变质二氧化硅的典型矿物──柯石英进行了晶体学研究，确定了理想柯石英的结构模型，据此绘出理想柯石英的四元环堆积模拟图并计算出晶胞参数，与实测天然样品的X衍射面网指标经计算所得的晶胞参数对比，估算出高压变质柯石英的受压敏感方位是a轴方向；采用共价配住势模式计算出不同温压条件下键长、键角的变化，探索了柯石英与石英相互转变的分子动力学问题，估计出柯石英的相变压力约为3．9GPa，并对石英柯石英的可逆互变的动力学问题进行了解释，这对高压变质二氧化硅矿物的成固和成矿作用的研究具有重要的意义。     

稀土钙钛矿氧化物的合金化制备

采用机械合金化方法合成了稀土钙钛矿型氧化物SmCoO3,并利用XRD和Raman谱对其结构进行了测试,确定了合成单相SmCoO3的合金化条件及累积球磨一定时间后样品的Raman谱特征.     

稀土钙钛矿氧化物的合金化制备

采用机械合金化方法合成了稀土钙钛矿型氧化物SmCoO3,并利用XRD和Raman谱对其结构进行了测试,确定了合成单相SmCoO3的合金化条件及累积球磨一定时间后样品的Raman谱特征。     

关于高频压电石英振子动态量对机械品质因数影响的分析

对１００ＭＨｚ矩形电极的高频石英振子的动态电阻和动态电容进行了测定，分析了影响石英振子机械品质因数Ｑ值的有关因素。     

储层石英生长影响因素的实验证据

设计不同盐度、不同油水比及不同油品的人工合成石英烃类包裹体的实验,考察不同成岩条件下油气充注对石英生长的影响,对合成烃类包裹体的岩相学特征、均一温度、荧光测试结果进行分析,讨论油水比、油品性质、盐度等因素对石英生长的影响.结果表明:含油气条件下石英晶体能够继续生长从而捕获烃类包裹体,但是也受到了一定抑制,抑制作用随着含油饱和度增高而增强;油气可能会完全终止矿物的生长,但边界条件还有待于进一步确定;较高的盐度促进了石英包裹体的形成,轻质油对石英晶体生长的抑制作用要相对大于重质油的抑制作用.     

助磨剂丙三醇和焦磷酸钠对石英磨矿动力学参数的影响

采用批次湿式球磨试验，系统研究了丙三醇和焦磷酸钠两种助磨剂对0.074～2 mm石英纯矿物磨矿动力学行为的影响.基于磨矿产品粒度分布特征，建立了石英磨矿过程的m阶磨矿动力学模型，分析了助磨剂的质量分数对石英单粒级的动力学参数和磨矿速度的影响规律.结果表明：石英磨矿过程符合m阶磨矿动力学模型，随丙三醇和焦磷酸钠质量分数的增加，动力学参数k先减小后增大，动力学参数m先增大后减小，助磨剂的质量分数为0.3%～0.5%时达到最大值；在相同磨矿条件下，0.45～1 mm粒级的磨矿速度最大.     

非共识项目的设立给基础研究源头创新带来新希望

通过科学基金“地表柯石英的模拟合成及其形成机制的研究”项目的评审、批准和研究的具体实例，阐明基金评审制度改革，设立非共识项目的政策，极大地鼓励和推动了基础研究的原始创新。     

珠江口盆地白云深水区珠海组石英颗粒表面特征

石英具有较大的硬度和较高的化学稳定性,较好地保留了搬运和沉积过程中各种地质营力所形成的微观形貌特征,这些微观形貌可为沉积物搬运机制、沉积环境解释提供依据。通过对珠江口盆地白云凹陷深水区珠海组单颗粒石英的表面形貌特征的研究发现,该组的沉积石英颗粒表面微观形貌类型可划分为机械、化学、机械-化学成因等3大类和26小类。其中以次棱角状、V形撞击坑、直弯沟/刻痕、机械上翻片、磨蚀疲劳等碰撞磨蚀压刻等机械成因的微观形貌特征最为突出,表明研究区珠海晚期的沉积作用以中等的搬运距离、高能的水动力条件（上部流动体制）和跃移为主的搬运机制为特征。该研究填补了中国深水区此项研究的空白,虽然这些微观形貌的具体沉积环境意义还有待深入研究,但这将为沉积过程的研究提供新的思路和证据。     

石英音叉陀螺机械及静电耦合误差的消除

为了消除石英音叉陀螺中音叉不对称产生的机械耦合误差及驱动电极与拾取电极间分布电容引入的静电耦合误差,分别采用了质量平衡调节消除机械耦合误差及设计补偿电路消除静电耦合误差的方法.实验结果表明,该方法基本消除了石英音叉陀螺的机械和静电耦合误差,陀螺性能得到明显提高.     

高精度石英挠性加速度计闭环系统的设计与分析

探讨了石英挠性加速度计的分辨率影响因素,提出了一种对现有石英挠性加速度计的改进设计.根据重力梯度测量对加速度计分辨率的要求,推导出摆片的固有频率,然后使用有限元方法重新设计加速度计的摆片结构.另外,为了降低加速度计的机械热噪声,对表头抽真空,通过加入比例-微分环节对加速度计的控制回路进行阻尼补偿.计算出系统的开环传递函数,并对其进行动态性能仿真分析.分析结果表明:加速度计系统通过在系统前向通道添加比例微分环节能够补偿系统的阻尼,消除加速度计在固有频率处的振荡,使加速度计闭环后处于临界阻尼状态并保持系统的稳定性.改进后加速度计的系统带宽为515Hz,响应时间为3.7m s,分辨率达到10-10g,能够满足高精度测量的需要.