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基于纳米压痕的玄武岩微观弹性模量测定及参数尺度升级研究
1
作者 齐姝霞 刘一苇 +3 位作者 唐旭海 张俊楷 严成增 刘泉声 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1956-1966,共11页
玄武岩力学特性与未来海洋资源开采、探月工程和火星基地建设息息相关,由于深海和深空环境下获取完整岩心难度较大,难以通过传统宏观岩石力学试验来准确测定其力学参数。为此,基于微观岩石力学试验与精确矿物晶体模型(accurate grain-ba... 玄武岩力学特性与未来海洋资源开采、探月工程和火星基地建设息息相关,由于深海和深空环境下获取完整岩心难度较大,难以通过传统宏观岩石力学试验来准确测定其力学参数。为此,基于微观岩石力学试验与精确矿物晶体模型(accurate grain-based modeling,AGBM),提出了一种适用于非标准尺寸和形状玄武岩样本的力学参数测试方法。利用矿物自动定量分析系统(TESCAN integrated mineral analyzer,TIMA)和纳米压痕测试,分别获取玄武岩的矿物成分、微观结构信息和成岩矿物的微观弹性模量。基于TIMA和纳米压痕得到的微观参数,构建玄武岩精确矿物晶体模型,通过数值模拟玄武岩单轴压缩过程得到玄武岩的宏观弹性模量,进而实现任意小尺寸玄武岩样本的弹性模量测定。研究表明,基于AGBM的数值模拟所得玄武岩弹性模量与宏观试验结果最为接近,显著优于传统的均质化方案,包括Voigt-Reuss-Hill方案、Mori-Tanaka方案及稀释方案。最后,讨论了晶间相力学性质、孔隙率及孔隙填充对AGBM模型尺度升级效果的影响。本研究为小尺寸非标准玄武岩样本的力学性质预测提供了技术支持。 展开更多
关键词 玄武岩 纳米压痕 多尺度 微观力学性能 尺度升级
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聚苯胺改性玄武岩在防腐防火涂层中的应用
2
作者 余华龙 金义杰 +1 位作者 陈奡 贾丹 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第8期1130-1135,共6页
为满足钢结构防腐防火一体化需求,结合聚苯胺的钝化防腐功能以及玄武岩鳞片的阻隔屏蔽作用,采用原位聚合方法制备了聚苯胺(PANI)改性玄武岩鳞片(BS)复合材料(PANI-BS)。对复合材料的形貌、组成和结构进行分析,并考察了该复合材料在水性... 为满足钢结构防腐防火一体化需求,结合聚苯胺的钝化防腐功能以及玄武岩鳞片的阻隔屏蔽作用,采用原位聚合方法制备了聚苯胺(PANI)改性玄武岩鳞片(BS)复合材料(PANI-BS)。对复合材料的形貌、组成和结构进行分析,并考察了该复合材料在水性环氧体系中的协同防腐蚀以及防火隔热性能。结果表明:通过草酸掺杂和原位聚合成功制备了PANI修饰改性的BS,PANI-BS在纯环氧体系中具有良好的防腐蚀功能,通过搭配三元阻燃膨胀剂制备的环氧防火涂层也展现出良好的防火隔热性能。涂层综合性能与PANI-BS添加量相关,其中,含3%复合材料的涂层具有最佳的防腐防火能力。试验表明,PANI-BS在防腐防火一体化中具有良好的应用潜力。 展开更多
关键词 膨胀型防火涂料 聚苯胺 玄武岩鳞片 防腐防火
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玄武岩鳞片和氟化石墨增强织物复合材料在高速摩擦磨损工况中的应用 被引量：5
3
作者 赵鑫 张招柱 +4 位作者 姜葳 杨明明 袁军亚 李佩隆 储凡杰 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期163-175,共13页
将改性玄武岩颗粒和氟化石墨构成的二元复合填料引入PTFE/Nomex混纺织物,制备了适用于高速工况的织物复合材料.机械性能方面,二元填料的引入同时增加了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率.热学性能研究则证实,二元填料提高了复合材料的热... 将改性玄武岩颗粒和氟化石墨构成的二元复合填料引入PTFE/Nomex混纺织物,制备了适用于高速工况的织物复合材料.机械性能方面,二元填料的引入同时增加了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率.热学性能研究则证实,二元填料提高了复合材料的热稳定性能.对摩擦对偶的扫描电镜(SEM)观察说明,改性玄武岩颗粒既能单独应用快速在摩擦对偶表面形成转移膜,又能与氟化石墨复配起到研磨作用,协助氟化石墨的部分原位剥离,极大增强复合材料的抗磨性能.在高速摩擦磨损试验中,当载荷为10 MPa,线速度为0.98 m/s时,仅添加改性玄武岩颗粒的复合材料磨损率较未改性复合材料降低了32%.当载荷为50 MPa,线速度为1.18 m/s时,二元填料改性的复合材料磨损率较未改性复合材料降低了53%. 展开更多
关键词 高速 磨损 玄武岩鳞片 热性能 机械性能
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滇西南那邦变质基性岩两期变质作用的^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究 被引量：23
4
作者 季建清 钟大赉 +2 位作者 桑海清 裘冀 胡世玲 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期227-232,共6页
中缅边界那邦变质基性岩出露于东缅著名的 Mogok带的东缘。那邦基性麻粒岩经历了早期麻粒岩相、晚期角闪岩相的两期变质作用的改造。早期变质作用的矿物石榴石和单斜辉石的 40 Ar/ 39Ar激光微区等时线年龄是 74.44± 1.44 Ma;石榴... 中缅边界那邦变质基性岩出露于东缅著名的 Mogok带的东缘。那邦基性麻粒岩经历了早期麻粒岩相、晚期角闪岩相的两期变质作用的改造。早期变质作用的矿物石榴石和单斜辉石的 40 Ar/ 39Ar激光微区等时线年龄是 74.44± 1.44 Ma;石榴石和单斜辉石的 40 Ar/ 39Ar年龄谱图和等时线年龄均显示两组年龄 :74～ 76 Ma和 2 3～ 2 4Ma。晚期变质作用矿物角闪石的K- Ar法得出 2 3Ma,角闪石和斜长石的 40 Ar/ 39Ar年龄谱图和等时线年龄均显示 2 3～ 2 4Ma的变质年龄。综合这些结果 ,可以确定那邦基性麻粒岩的早期麻粒岩相变质作用的年龄是 74～ 77Ma,可能与新特提斯洋壳俯冲事件有关 ;晚期角闪岩相变质作用的年龄是 2 3～ 2 4Ma,与区内喜山期以来陆内块体响应两大陆会聚作用发生的大型走滑事件有关。那邦基性麻粒岩是世界上最年轻的麻粒岩相岩石之一 ,而且 ,两期变质作用年龄的确定对揭示区内与变质作用相关的地质事件具有重要意义。 展开更多
关键词 变质基性岩 变质作用 氩40-氩39 年代学
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节理玄武岩体变形模量的尺寸效应和各向异性 被引量：16
5
作者 郑文棠 徐卫亚 +1 位作者 宁宇 孟国涛 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期559-565,共7页
目前系统研究柱状节理玄武岩工程力学特性的成果仅见于美国汉佛德玄武岩核废料埋藏工程和中国西南白鹤滩水电工程。列举了国内外相似工程柱状节理玄武岩的原位试验成果,分析了我国不规则柱状节理玄武岩体的柱体偏转特性和多级结构面发... 目前系统研究柱状节理玄武岩工程力学特性的成果仅见于美国汉佛德玄武岩核废料埋藏工程和中国西南白鹤滩水电工程。列举了国内外相似工程柱状节理玄武岩的原位试验成果,分析了我国不规则柱状节理玄武岩体的柱体偏转特性和多级结构面发育特征,采用可变形离散元法建立了柱状节理玄武岩体的三维离散元数值模型,通过数值模拟不同尺寸的承压板试验,探讨了尺寸效应和各向异性对试验成果的影响。数值分析表明：承压板的尺寸效应是产生柱状节理岩体水平和铅直原位试验各向异性的主要原因,随着承压板直径的增大,各向异性效应减小,当承压板直径大于6m后,柱状节理玄武岩体可视为各向同性体,研究成果对利用和改造柱状节理岩体具有较好的工程意义。 展开更多
关键词 不规则柱状节理 数值承压板试验 尺寸效应 各向异性 离散元法
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激光质谱测定南极乔治王岛北海岸A635玄武岩微区^(40)Ar-^(39)Ar的等时年龄 被引量：10
6
作者 胡世玲 郑祥身 +1 位作者 戴撞漠 蒲志平 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期306-311,共6页
采用连续激光直接对岩石光片样品微区熔样，以高灵敏度、高精确度的质谱计测试，对南极乔治王岛玄武岩样品进行（４０）Ａｒ－（３９）Ａｒ法定年，取得了成功。样品置反应堆中心Ｅ－５孔道，以１．８×１０（１８）ｎ／ｃｍ２的快... 采用连续激光直接对岩石光片样品微区熔样，以高灵敏度、高精确度的质谱计测试，对南极乔治王岛玄武岩样品进行（４０）Ａｒ－（３９）Ａｒ法定年，取得了成功。样品置反应堆中心Ｅ－５孔道，以１．８×１０（１８）ｎ／ｃｍ２的快中子总通量照射，时间为５０ｈ，放射性冷却后进行测定。样品的加热源为自行设计的Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器，以Ｈｅ－Ｎｅ准激光器导光。测定中对４个２５０μｍ直径的微区分别在１５００℃高温熔融，经Ｚｒ－Ａｌ泵纯化的气体用ＭＭ１２００质谱计测量氩同位素各峰值。经计算得到该样品的等时年龄为５２．４±１．１Ｍａ，远远低于江个点的视年龄值，而（（４０）Ａｒ／（３６）Ａｒ）＞＞２９５．５。这不仅证明该样品含有过剩氩，同时也证明了由Ｋ－Ａｒ稀释法得到的偏高年龄值亦是样品中存在过剩氩造成的。激光微区等时年龄的获得进一步厘定了南极乔治王岛北海岸火山岩时代为第三纪，同时证明了我们建立的激光质谱微区、微粒熔样和测定技术是可行的和成功的。 展开更多
关键词 玄武岩 氩同位素 等时年龄 激光质谱 测定
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沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)原位生长改性玄武岩鳞片/环氧防腐抗菌涂层的制备与性能 被引量：2
7
作者 黄蕾 方志强 +8 位作者 熊杨凯 江昊 王皓民 胡大雄 毛麒童 刘金铂 汤攀攀 李继鹏 汪国庆 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期23-31,共9页
通过一锅法在硅烷偶联剂改性的玄武岩鳞片(MBS)表面原位生长沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)得到MBS@ZIF-8新型复合填料,随后与环氧树脂(EP)复合构建了一种新型抗菌耐腐蚀环氧涂层(MBS@ZIF-8/EP)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)... 通过一锅法在硅烷偶联剂改性的玄武岩鳞片(MBS)表面原位生长沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)得到MBS@ZIF-8新型复合填料,随后与环氧树脂(EP)复合构建了一种新型抗菌耐腐蚀环氧涂层(MBS@ZIF-8/EP)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)对MBS@ZIF-8的形貌、成分进行表征,通过平板计数法探究了MBS@ZIF-8对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能,通过电化学阻抗谱(EIS)探究MBS@ZIF-8对环氧涂层耐腐蚀性的影响。结果表明:制备的MBS@ZIF-8复合填料表现出优异的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率均可达90%以上;同时MBS@ZIF-8能有效提高环氧涂层的耐腐蚀性和机械性能。其中,MBS@ZIF-8/EP涂层的|Z|0.01 Hz相较于EP涂层提升了3个数量级,硬度为6H。在1080 h的中性盐雾试验后,该涂层表面无明显腐蚀现象,表明MBS@ZIF-8/EP涂层具有优异的机械性能与防腐抗菌性能。 展开更多
关键词 ZIF-8 玄武岩鳞片 环氧涂层 协同防腐效应 抗菌
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改性玄武岩鳞片在氟碳重防腐涂料中的应用 被引量：1
8
作者 曹洁 朱志平 +2 位作者 石西尧 武梦婷 汤甜 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期39-45,共7页
为解决海上风电金属塔筒的腐蚀问题,使用硅烷偶联剂KH550对玄武岩鳞片进行改性,以氟碳树脂为成膜物质,制备了不同改性玄武岩鳞片含量的氟碳重防腐涂料。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对制备的样品进行了表征,利... 为解决海上风电金属塔筒的腐蚀问题,使用硅烷偶联剂KH550对玄武岩鳞片进行改性,以氟碳树脂为成膜物质,制备了不同改性玄武岩鳞片含量的氟碳重防腐涂料。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对制备的样品进行了表征,利用电化学阻抗谱(EIS)、酸碱浸泡试验、中性盐雾试验和大气曝晒试验等评价了涂层性能。结果表明:加入6%的改性玄武岩鳞片的涂层综合性能最优,其附着力可达1级,硬度高(4H),固化快,表干时间仅20 min,一次成膜厚度平均可达100μm以上,耐化学品性优异,具有长效防腐耐候性。 展开更多
关键词 硅烷偶联剂 氟碳树脂 塔筒 氟碳涂层 玄武岩鳞片
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玄武岩的开发利用进展 被引量：26
9
作者 霍泳霖 霍冀川 +1 位作者 张行泉 秦桂璐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期109-119,共11页
玄武岩是地球洋壳和陆壳的重要组成物质,属基性火山岩,自然界资源非常丰富。玄武岩结构致密者压缩强度很大,抗风化能力强,具有耐磨性好、硬度大、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、抗滑系数大、与沥青粘结力强等... 玄武岩是地球洋壳和陆壳的重要组成物质,属基性火山岩,自然界资源非常丰富。玄武岩结构致密者压缩强度很大,抗风化能力强,具有耐磨性好、硬度大、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、抗滑系数大、与沥青粘结力强等独特天然属性及优异性能,被广泛用于公路、铁路、机场跑道、水泥混合材、制备混凝土建筑材料、建筑装饰材料和生产玄武岩纤维、岩棉、铸石、鳞片及放射性废物固化用基础材料等。本文全面分析了玄武岩的基本物理化学性质、矿物组成及化学组成,综述了玄武岩在纤维、岩棉、铸石、鳞片、高放射性废物玻璃及玻璃陶瓷固化、水泥混合材和混凝土掺和料以及粗集料等方面的开发利用进展,为综合高效利用玄武岩资源,进一步发展基于玄武岩的新材料提供支持。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 岩棉 铸石 鳞片 放射性废物固化 混合材 集料
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针叶木化学浆/玄武岩鳞片复合纸基材料的制备及其吸音隔热性能 被引量：4
10
作者 宋顺喜 赵俊帆 +3 位作者 魏盘 李佳 张美云 高凤海 《中国造纸》 CAS 北大核心 2022年第2期30-37,共8页
以玄武岩鳞片和针叶木化学浆为原料,采用造纸湿法成形技术制备轻质、环保的吸音隔热纸基材料。研究了玄武岩鳞片含量对针叶木化学浆/玄武岩鳞片复合纸基材料保温隔热与吸声性能的影响。结果表明,当玄武岩鳞片含量30%时,复合纸基材料在12... 以玄武岩鳞片和针叶木化学浆为原料,采用造纸湿法成形技术制备轻质、环保的吸音隔热纸基材料。研究了玄武岩鳞片含量对针叶木化学浆/玄武岩鳞片复合纸基材料保温隔热与吸声性能的影响。结果表明,当玄武岩鳞片含量30%时,复合纸基材料在1200~1800 Hz及2500~3400 Hz范围内,吸音性能得到改善,吸音系数最高可达0.86。随着玄武岩鳞片含量的增加,复合纸基材料导热系数降低,热稳定性得到改善。当玄武岩鳞片含量为60%时,复合纸基导热系数为0.041 W/(m·K),具有良好的保温隔热性能。 展开更多
关键词 玄武岩鳞片 吸音 隔热 热稳定性
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