DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 前言 目前，大多数的研究人员对转炉炼铜的研究主要涉及到热力学和化学平衡计算。斋藤 [ 1 ] 模型考虑到转炉中质量守恒和热量守恒，主要假设认为转炉中的物质处于热力学平衡状态，在质量守恒的约束条件下，利用牛顿拉夫森公式求解了多远多相的平衡组成。利用同样的原理，谭鹏夫 [ 2 ] 等人进行了镍转炉的模型计算，将冰铜、炉渣、气体进行平衡计算。陈春林 [ 3 ] 等人对铜吹炼的造渣阶段进行了研究，对斋藤模型进行了改进，主要引进了工业生产中的富氧率的参数，预测了造渣期离散温度变化，但没有考虑到停吹时的温度变化。开罗和理查德斯 [ 4 ] [ 5 ] 发表过一篇关于镍转炉的数学模型，主要假设冰镍、炉渣、气相三相之间的热力学和化学平衡，使用了经验模型来描述各组元在冰镍和渣中的活度系数，该模型在质量和热量守恒的基础上预测了转炉中的温度，其中质量守恒也是基于斋藤模型计算而来的。在动力学模型方面，莫兰 [ 6 ] 基于动力学和化学反应机理以及氧化熔融硫化铜的基本理论开发了硫化熔融的铜转炉实验模型，假设为熔融相和气相处于化学平衡态。开罗和理查德斯 [ 7 ] [ 8 ] 也开发了一个PS铜转炉的动力学模型，该模型考虑到了转炉中的传质，传热以及物质间的相互反应情况，但是在该模型中造铜期物质间的相互反应并没有描述得很清楚。 PS转炉冰铜吹炼主要通过吹入空气，使铁氧化进入渣中。造渣期结束后形成的白冰铜进一步吹气氧化，减少硫含量，最终产出粗铜。基于节能和减少污染的想法，很多铜厂希望创建一种模型，要考虑到实际生产情况，操作水平，一方面要能减少铜损，另一方面能提高产品质量和生产率。理想情况下，最好的模型一定是考虑到铜吹炼过程中所有的反应和动力学、热力学机理，这就要求有全部的相关热力学和动力学的基础数据，但实际上很多相关数据目前尚未获得，因此也无法考虑全部的反应。同时，吹炼过程的复杂性以及人为因素等，使我们的理论模型不可能和实际数据一一符合，因此我们引入局部反应处于平衡态的概念，基于热力学平衡理论和质量守恒定律，借助拥有冰铜、炉渣等权威数据库的FactSage软件进行计算，分别模拟造渣期和造铜期的反应和操作，并借助实际数据进行对比和拟合，最终得到一个可以用来指导实际生产的且计算方便的转炉模型。本模型将有能力预测当生产过程中的条件改变时对产品产生的影响，从而指导生产操作，提高产品质量。
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user: 2. PS转炉铜吹炼模型的建立 2.1. 模型假设 模型的基础是热力学平衡和质量守恒、热量守恒。假设转炉吹炼过程符合热平衡和质量守恒的基本条件，组成相主要包括冰铜、渣、气相，利用FactSage平衡模块和对应的热力学数据库来计算体系中的多元多相平衡组成。 2.2. 模型设计 转炉内部处于高温环境，反应强烈，但反应物和产物的组成种类在固定的阶段内变化很小，发生的变化只是成分数量的改变，所以我们根据需要，将整个流程的计算过程进行简化。如图1、图2所示，只考虑原料和产物，炉内在各自时期，保持固定的反应，随着时间的推移，反应持续进行，最终得到最后的产品。 模型计算的数据来自某炼铜厂。选择了其第872炉次的生产数据进行模拟比较，按照其生产操作流程设置模型参数进行计算。反应速率是以鼓风速率为参照，同时，由于气体进入转炉后，几乎完全反应，且基本不累计，所以我们以通入气体的量作为时间轴。模拟该炉次所用数据如下：初始冰铜品位为65%、冰铜温度为1170℃，鼓风量31，000 Nm 3 ∙h −1 ，富氧率23%，模拟操作过程如表1、表2所示。实验中为节省时间，通过设置每次计算的鼓风量，设定5 min步长，即5 min计算一次。A代表造渣期冰铜参加反应的百分比，B代表炉渣参加反应的百分比，C代表气体参加反应的百分比，D代表造铜期白冰铜参加反应的百分比，E代表气体参加反应的百分比。 Table 1 Simulation of 872 furnace slag blowing operatio 时间/min 操作 A B C 0 初始6包冰铜(125 t)和熔剂(5 t)、开始吹炼 65% 70% 85% 40 停风、扒渣、加热料(38 t)、加熔剂(3 t)、加冷料(12 t) 45 开始第二阶段吹炼 60% 65% 85% 80 停风、扒渣、加加热料(19 t)、熔剂(1 t) 95 开始第三阶段吹炼 55% 60% 85% 135 停风、扒渣 表1. 模拟872炉次造渣期操作过程 t：吨。 Table 2 Simulation of 872 furnace copper blowing operatio 时间/min 操作 D E 145 加冷料(10 t)、加入造铜期吹炼 70% 90% 210 停风 225 开始第二阶段吹炼 70% 90% 350 停风、出铜 表2. 模拟872炉次造铜期操作过程 图1. 造渣期示意图 图2. 造铜期示意图 2.3. 有效反应平衡区的设定 1) 有效反应平衡区 有效平衡反应区原理如图3所示，即在界面处“有效”反应平衡区内的所有相假定都达到平衡，使用有效反应量(分配系数)来代替传质系数等复杂的动力学因素，从而简化动力学的问题，实现动力学模型和热力学数据库结合 [ 9 ] 。 2) 有效反应平衡区的划分 a) 造渣期有效反应平衡区划分 如图4所示为造渣期有效反应平衡区的划分。其中R1是鼓入的空气与冰铜和熔剂发生造渣反应区域；R2是反应后的渣与未反应的熔剂混合区域；R3为反应后的冰铜和未反应的冰铜混合区域；R4为造渣期反应后的烟气与未反应的空气混合区域。 b) 造铜期反应区划分 如图5所示为造铜期有效反应平衡区的划分。R5为吹入空气与白冰铜反应区域；R6是反应后的白冰铜和未反应的冰铜混合区域；R7为造铜期反应后的烟气与未反应的空气混合区域。 R2和R5为有效反应平衡区，剩余分区为扩散混合区。 3) FactSage Macro processing FactSage数据库的炉渣、冰铜、铜液相等经过了严格的评估和优化，使用以热力学平衡和相平衡为基础的修正似化学模型，采用的是文献所能查阅到的最有代表性的数据，在计算准确度上有很大的优势 [ 10 ] 。 图3. 有效平衡反应区原理图 图4. 造渣期有效反应区划分 图5. 造铜期有效反应区划分
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user: 3. 模拟结果与讨论 3.1. 模型计算结果 1) 冰铜相/铜液相变化趋势 随着吹炼的进行，炉内冰铜的含量和生成铜液相的量如图6所示。随着吹炼的进行，冰铜中的Fe逐渐被氧化，冰铜相逐渐减少。在造渣期有两次加料，Fe基本被除净后，进入造铜期后，空气与白冰铜反应，除去白冰铜中的S，开始有铜液生成，白冰铜相逐渐减少，铜液相逐渐增多，直至白冰铜相减少为零，吹炼结束，继续吹炼则会有Cu 2 O生成，造成Cu的损失。 2) 渣相及渣中SiO 2 、Fe 2 O 3 和Cu的变化趋势 在造渣期，随着吹炼的进行，渣相逐渐生成，如图7所示。当渣相数量和成分到达一定程度后，需要停风、扒渣，之后进入下一个吹炼阶段。图8表示渣中SiO 2 和Fe 2 O 3 的质量分数的变化，可以看出SiO 2 含量和Fe 2 O 3 含量是互斥的，每次扒渣后、有新的熔剂加入时，熔剂中SiO 2 与冰铜发生造渣反应，渣中 图6. 冰铜相和铜液相的量随吹炼时间的变化趋势 图7. 渣量随吹炼时间的变化趋势 图8. 渣中SiO 2 和Fe 2 O 3 质量百分数随吹炼时间的变化趋势 Fe 2 O 3 含量逐渐增多，渣中SiO 2 含量升高时Fe 2 O 3 含量下降，与理论分析相符合。本模型建立初期，为简化程序，直接设定每次扒渣都将炉内渣相全部去除，而实际生产过程，扒渣后不可能没有渣相剩余，因此本模型还可以进一步优化，使其更贴合实际。 图9表示渣中铜含量，随着吹炼的进行渣中含铜量逐渐升高，渣相中的铜主要以Cu 2 S和Cu 2 O的形式存在，中间有两次扒渣操作，到造渣期末渣中铜含量急剧上升，表明再继续吹炼可能会导致过吹，与理论分析相符合。 3) 烟气量与烟气成分的变化趋势 吹炼过程中产生的烟气量与烟气中的SO 2 的体积分数，如图10、图11所示。由于吹炼过程中主要是O 2 反应产生SO 2 两者的变化趋势基本一致。造渣期由于新料加入的影响，烟气量和烟气成分波动较大，进入造铜期后，烟气中量迅速上升，整个造铜阶段内基本维持稳定。造铜末期，Cu 2 S基本反应完全，烟气中SO 2 减少，烟气量减少。 为了探索终点判断的新方法，同时模拟了烟气中PbS和PbO的浓度随时间的变化，如图12、图13所示。该数据是在设定入炉原料Pb含量约为1%时得到的计算结果，由于两者浓度差距太大，数据分开绘制在两个图中。 PbS和PbO在造渣期和造铜期的变化趋势不明显，可能是由于原料中Pb含量过低，模拟困难，也可能是由于步长较长，在终点处的变化难以观察到。因此，关于利用烟气中PbS、PbO浓度及其比值来判断终点的标准仍有待探索。 4) 温度的变化趋势 如图14所示，可以看出烟气温度通常比熔体温度低100℃~200℃，两者的变化趋势是一致的，因而通过监测烟气的温度来反应熔体温度时可取的，这为采用温度监测的方法来判断终点提供了依据。造渣期由于放热较多，熔体温度上升较快，而造铜期熔体温度上升较为平缓。由于停风会不再有反应放热，所以会导致较大的温度下降。造铜期末期，反应基本结束，温度会有较快的下降。 通常情况下模型温度的设定为绝热反应，实际上绝热是不可能的，但热量的散失是无法直接测量的，本模型只是在部分反应中设定了一个估算值，因此在模型的热损失设定上还可以进一步优化。 图9. 渣中Cu随吹炼时间的变化趋势 图10. 烟气量随吹炼时间的变化趋势 3.2. 模拟结果与实际数据的比较 将根据实际生产872炉次操作记录模拟的计算结果与实际的生产结果相比较。 1) 白冰铜成分的比较 由表3可以看出，冰铜中SiO 2 和Al 2 O 3 的含量存在一定的误差，但基本与实际生产数据相符合。Fe含量较高的原因可能是没有考虑筛炉的操作，只简单增加了吹炼时间，导致其含量不准确。 2) 终渣成分的比较 由表4可以看出，模拟计算得到的终渣成分与实际生产数据相比，误差较大，原因可能是实际生产中扒渣操作会夹带一部分冰铜进入渣相，而冰铜相中Fe含量很低，S含量较高，机械夹带会导致最终获 图11. 烟气中SO 2 体积分数随吹炼时间的变化趋势 图12. 烟气中PbS含量随吹炼时间的变化趋势 Table 3 Simulation results compared with the actual production of converter white matte compositio 白冰铜成分(wt%) Cu Fe S Pb SiO 2 Al 2 O 3 实际生产数据 80.92 0.227 16.52 1.27 1.29 模拟结果 79.82 0.786 18.63 0.45 1.34 1.58 表3. 模拟结果与实际生产转炉白冰铜成分比较 图13. 烟气中PbO含量随吹炼时间的变化趋势 图14. 熔体与烟气温度随吹炼时间的变化趋势 得的渣相中Fe含量降低，S含量升高。另外也可能是由于模型没有考虑筛炉操作，而只是增加了吹炼时间，最终导致终渣成分含量不准确。 3) 粗铜成分的比较 由表5得出，造铜期的模拟结果与实际生产数据做比较，粗铜中Cu的含量比较贴合实际，表明模拟的结果是准确的。 Table 4 Simulation results compared with the actual production of the final slag compositio 终渣成分(wt%) Cu Fe S 实际生产数据 2.49 49.78 2.73 模拟结果 4.35 57.52 0.92 表4. 模拟结果与实际生产终渣成分比较 Table 5 Simulation results compared with the actual production of blister copper componen 粗铜 Cu (wt.%) Fe (ppm) S (ppm) 实际生产数据 99.14 366.20 330.90 模拟结果 99.07 237.43 578 表5. 模拟结果与实际生产粗铜成分比较
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user: 4. 结论 从模拟数据来看，本模型较为符合冰铜吹炼的反应机理，熔体与烟气的成分和温度，以及渣相的成分等参数随吹炼时间的变化趋势都基本符合冰铜吹炼的原理，证明结合热力学数据库计算的动力学模型是合理的。从模拟计算结果与实际生产数据的比较上来看，模拟计算数据与实际数据较为贴近，各阶段的产物，白冰铜和粗铜的成分基本都达到了工业生产上要求的目标，证明了模型的正确性，模型计算结果可用于终点判断。
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user: 摘 要 在Al-0.5Mg (0.5%Mg)、Al-0.5Mg-0.2In (0.5%Mg 0.2%In)两种合金中添加不同含量的Zn元素，通过多种分析测试方法，来探究Zn、In元素对合金阳极合金组织、腐蚀性能、放电性能、电化学性能的影响，并分析得出最优的合金成分。In元素对于本实验的试样是一种非常重要的元素，加入In后，铝合金阳极活化能力、电化学性能显著提高，开路电位、放电电压快速稳定；铝合金缺陷减少，表面氧化膜变得疏松且不完整；析氢自腐蚀变弱，腐蚀速率明显降低，腐蚀表面平整。Zn则能够细化合金晶粒，使铝合金组织变得致密，减少合金缺陷，抑制铝合金析氢自腐蚀；但会降低铝合金活性，随着Zn含量的增加，开路电位、放电电压正移。当In含量为0.2%，Zn含量为0.2%时，Al-0.5Mg-0.2In-0.2Zn合金具有最好的综合性能，其OCP (Open Circuit Potential)为−1.716 V (vs. Hg/HgO)，腐蚀速率为0.064 mg·cm −2 ·min −1 ，10 mA恒流放电单体电池电压可达1.527 V。 关键词 :铝–空气电池，铝合金阳极，电化学性能，微合金
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user: 1. 前言 近年，由于各个行业的不断发展，用电量逐步增加，各种因为发电造成的污染越来越严重。尤其是以煤炭、石油为主的传统能源对社会环境造成了巨大污染，这引起了人类对环境保护和新能源的关注。如今雾霾可以说是城市环境的头号杀手，雾霾不仅危害人类的身心健康，降低人类的寿命，还导致许多其他的社会问题。正因如此，推动清洁无污染的新能源汽车势在必行。而且对于家庭小范围的用电情况，铝空气电池可以发展用于替换干电池，减少对于环境的污染。铝空气电池消耗物取自于空气中的氧气，铝做为阳极材料，产物是氢氧化铝，而且氢氧化铝可以重复冶炼利用。 铝–空气电池所需的工作溶液一般有中性盐溶液或碱性溶液两种，前者主要是NaCl、NH 4 Cl溶液等，而后者则通常使用NaOH或KOH等溶液。中性铝–空气电池只能适用于小电流密度的放电，比如应急指示灯等；而碱性铝–空气电池则主要适用于大电流密度的放电，例如动力型电源等。典型的铝空气电池系统由铝阳极、空气阴极以及碱性或中性电解质构成，半电池电化学反应如下： 阳极： 阴极： 全电池放电反应为： 在碱性电解液中，由于铝金属在电解质中的腐蚀作用，放电时还会伴随析氢反应出现： 有相当一部分的铝与碱性电解液反应生成氢气，降低了铝阳极的利用率，同时消耗电解液影响电池寿命。 我国对铝–空气电池用的铝阳极合金材料的研究相对比较晚，大概始于20世纪80年代后期。在90年代初期，史鹏飞等 [ 1 ] 制备出了Al-Mg-In-Mn-Bi五元阳极铝合金材料，在碱性溶液中的阳极铝合金利用率达到了91%，而且在大电流放电性能比较优异。1999年，许文江等 [ 2 ] 研究二元阳极铝合金材料的性能，结果表明In、Sn、Ga、Bi这四种合金元素能够使铝阳极的开路电位负移，Ce、Mg、Bi这三种元素则能够提高铝合金的耐腐蚀性，但同时也会降低其输出电压。2003年，卢凌彬等 [ 3 ] 研究了Zn对Al-In阳极合金性能的影响，添加一定量的Zn能够有效降低阳极的极化现象并且能极大提高合金阳极的利用率。2004年，齐公台等 [ 4 ] 研究了RE元素对于阳极铝合金的性能的影响，发现了该稀土元素具有细化晶粒的作用，但是对铝阳极合金的电化学性能没有太大改善，且Al-5Zn-1Mg-0.15In-0.1Sn-0.3RE六元合金的综合性能比较好。2005年，张燕等 [ 5 ] 制备出了Al-0.2Ga-0.1Sn-1Mg四元阳极合金，他认为Sn、Ga、Mg合金元素的加入能够提高合金的电化学活性，并降低铝阳极合金的自腐蚀析氢速率和极化程度。舒方霞等制备出了比较适用于强碱性溶液的Al-Mg-Sn-Ga和Al-Mg-In-Ga-Pb等合金，发现其性能比较好。张盈盈 [ 6 ] 研究了Al-Ga-Mg系列合金，发现了当提高Ga元素的含量时，铝阳极合金的开路电位会负移，表明其活性提高。2006年，中南大学的韩红涛等 [ 7 ] 在Al-5Zn-0.05In-0.1Sn四元合金的基础上，通过添加不同含量的稀土元素Ce，来对阳极铝合金的结构和性能进行研究，发现了当Ce元素的含量小于0.5%时，其对合金的枝晶的细化作用比较好；其合金Al-5Zn-0.05In-0.1Sn-0.3Ce在25℃、4 mol/LNaOH电解液中在电流密度为50 mA∙cm −2 的恒电流下铝-空气电池的放电电压达到了1.118 V。游文等 [ 8 ] 制备了Al-Ga-In-Zn-Mg-Mn和Al-Ga-In-Sn-Zn-Mg-Mn等两种成分的铝合金，之后还经过热处理再将铝合金轧制成板材，发现这些铝阳极合金在80℃、4 mol/L NaOH + 2.8 mol/L NaAlO 2 电解液中，铝–空气电池的电流密度为800 mA∙cm −2 时其稳态电位能够达到−1.53 V以上。2008年，尹延西等 [ 9 ] 采用Al-In-Bi-Ga-Pb五元铝阳极合金作为基础，制备出了添加Mn、Mg、Sn等多种元素的多元铝阳极合金，最后得到的结果表明了当电解液温度为20℃、浓度为5mol 的NaOH溶液中，添加的Mn、Mg、Sn这三种元素都能够让铝合金阳极的电位负移，其中添加Mg元素后的合金开路电位是最负的，达到了−1.84 V (vs.SCE)，但添加Mn会使铝合金自腐蚀速率增大。2010年，王乃光等 [ 10 ] 制备出了具有较好的性能的Al-0.5Mg-1Sn-1Ga-1In铝合金阳极，发现该五元合金在80℃、4.5% (wt.%) NaOH电解液中的开路电位约达到了−1.845 V，其性能非常好。2012年，张纯等 [ 11 ] 采用了正交试验法，制备出了九种Al-Mg-Sn-Hg系列的铝阳极合金并对它们进行了性能测试，最后得出的结果表明，元素Hg能够活化铝合金阳极并且能够抑制自腐蚀析氢；Sn则会影响铝合金阳极的耐蚀性；Mg则在放电过程中对铝阳极合金的腐蚀均匀性有非常大的影响。2013年，邵海洋等 [ 12 ] 制备出了具有非常不错的性能Al-0.5Mg-0.1In-0.1Sn-0.1Si五元阳极铝合金，发现该铝合金在4 mol/L的NaOH电解液中的开路电位、自腐蚀速率分别达到了−1.80 V (vs. Hg/HgO)和0.105 mg∙cm − 2 ∙min − 1 。2015年，熊亚琪等 [ 13 ] 提出了铝–水体系中铝的电化学腐蚀导致铝阳极极化偏移理论，并通过实验证明了该理论的正确性，并且组装完成了使用原型离子膜空气电极的铝–空气电池，通过对其进行放电测试后得出的结果显示，当电流为1 mA时，电池恒流放电时的放电电压下降的很快，分析其原因是由于电池的正负极活性物质没有得到很充分的激活，因此恒流放电时其电极极化比较大，当电池放电半小时后其放电容量达到了0.502 mAh。2016年，王诚等 [ 14 ] 使用含Sn、Ga、In等元素的铝合金阳极，并将金属铝阳极加工成超细晶材质，发现在电解质溶液中添加铝腐蚀抑制剂可在一定程度上提高铝电极效率。 本文的研究内容主要为以Al-Mg及Al-Mg-In合金为基础合金，通过添加不同含量的合金元素Zn，制备出两个系列的铝阳极合金，并通过性能和组织测试，研究In元素和Zn元素对铝阳极合金组织、腐蚀性能和电化学性能影响。从而筛选出一个比较好的合金元素配比，力求得到自腐蚀速率小、综合电化学性能较好的铝–空气电池用铝阳极合金。
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user: 2. 实验 2.1. 实验设计 铝阳极进行合金化处理能够有效提高铝阳极的综合性能，有研究表明，当添加多种合金元素时，铝合金能够充分的发挥其中各个元素之间的协同优势，从而能够弥补只添加了单独一种合金元素所带来的不利影响。因此，相比二元铝合金阳极，多元铝合金阳极常常具有更加优异的综合性能。 有研究 [ 15 ] 发现，Mg是一种影响铝阳极电化学性能最主要的元素之一，当Mg含量较低时，其能够大大的提高铝合金阳极的电化学性能和腐蚀性能；In则对铝合金阳极自腐蚀析氢有较大的影响，In含量较高时，在强碱性电解液中铝合金阳极对自腐蚀析氢有很优秀的抑制作用。当铝合金阳极的成分为：1.0%Ga，1.0%In 0.5%Mg和1.0%Sn，时，其晶粒较细，且分散较好，并且该合金的稳定电位达到−1.845 V、腐蚀电流密度则达到11.22 mA/cm − 2 ，析氢速率也比较低，为1.077 × 10 −3 mL/(mm 2 ∙min)。但是，单质Sn，Ga，In的价格比较高，这不仅不利于铝–空气电池的推广，还会提高铝–空气电池的成本，使得其失去成本优势。由于Zn与In相似，具有抑制铝合金在强碱溶液中自腐蚀的能力，为了达到既能降低铝合金成本的同时不降低其电化学性能的目的。本实验将采用Zn来代替部分In的方法来降低铝合金的成本。同时，Ga和Sn在电池中只是起到了一个活化作用，为了进一步节约成本，在该实验中取消这两种元素。由以上分析得出的该实验采用的成分设计如表1所示。 固定阴极不变，为了减少杂质的引入，选用99.95%的纯铝(中国铝业)作为铝合金的原料，铟锭、镁锭、锌粒(上海攀田粉体材料有限公司)的纯度分别为99.99%、99.99%，99.99%。一个直径20 mm，高80 mm的石墨材质的圆筒形模具。每炉的炉料大概需要150 g左右。根据表1中比例数据进行配料，使用酒精和丙酮将铝锭表面的油污清洗干净，并与模具一起放入干燥箱中充分干燥以去除水分。合金元素量少且熔炼时易燃烧，采用铝箔包覆(质量计算在内)。采用中频感应炉进行熔炼： 1) 将烘干且称量好的铝锭加入石墨坩埚中，打开感应炉(恒远机电中频感应炉)，并调到适当的加热功率，使得铝锭在5~6 min左右全部熔化。 Table 1 The composition design of the experimen 试样编号 Mg (%) In (%) Zn (%) Al (%) 1 0.5 0 0.2 余量 2 0.5 0 0.5 余量 3 0.5 0 1 余量 4 0.5 0.2 0 余量 5 0.5 0.2 0.1 余量 6 0.5 0.2 0.2 余量 7 0.5 0.2 0.5 余量 8 0.5 0.2 1 余量 表1. 各实验的成分设计 2) 将称量好且用铝箔包覆的合金元素迅速压入已完全熔化的铝液中，持续加热的同时不断进行搅拌使得合金元素快速熔化且保证铝液成分充分均匀。 3) 静置一分钟后将铝液上层杂质扒除，之后迅速浇入已准备好待用的两个模具中，待自然冷却后从模具中取出合金。 4) 按以上步骤将8个合金样品依次熔炼完成。 5) 将熔炼完成的各个合金试样用去离子水和酒精洗干净后待用。 6) 将合金试样用导线连接并用AB胶封装，固定表面积。 2.2. 实验数据分析 使用武汉科斯特仪器有限公司的CS电化学工作站进行测试分析，图1和图2为合金试样在4M NaOH电解液中的开路电位曲线图。从该图中可以看出，刚开始时各合金的开路电位非常低，其原因主要是合金表面存在着氧化膜，随着氧化膜的逐渐分解导致电压逐渐升高。样品的开路电压分别稳定在1# 1.870 V、2# 1.755 V、3# 1.605 V、4# 1.806 V、5# 1.756 V、6# 1.716 V、7# 1.725 V、8# 1.655 V。在1#到3#随着Zn含量的增加，铝合金的开路电压反而会降低。因为铝合金中的Mg会与Zn形成化合物，从而减少了Mg元素在铝合金中的固溶，反而会降低铝合金的开路电位。分析4#~8#可知，当In存在时，Zn的增加也会使合金的开路电位降低。通过对1#和6#、2#和7#、3#和8#进行对比可以发现，In元素的加入会使合金的开路电位降低。 图3和图4是样品固定表面积外加恒电流10 mA放电、4M NaOH溶液为电解液时各铝合金的恒流放电曲线图。1#~3#的曲线呈现不断上升的趋势，原因是铝阳极表面腐蚀不均匀导致阳极反应面积增大， 图1. 1#~3#开路电压 图2. 4#~8#开路电压 图3. 1#~3#恒流放电曲线 图4. 4#~8#恒流放电曲线 使得曲线不断上升。可知未加In元素的铝合金阳极放电时达到稳定电位所需的时间比加入In后的铝合金要长，其原因是In能较大程度的活化铝合金阳极，使其快速达到稳定电位。对比1#、2#、3#可以得出，Zn含量的增加能使铝合金的稳定放电电位正移，Zn元素与合金中的Mg元素形成第二相从而减少了铝合金中固溶的Mg元素，使得其稳定放电电位下降。加入In后的4#~8#也呈现出稳定放电电位逐渐下降的趋势，在有In存在时，Zn元素含量的增加依然会使得合金的稳定放电电位正移。 表2是对极化曲线中的各个极化曲线通过电化学工作站的Tafel外推法拟合出的各自的合金腐蚀参数。从图5、图6、表2中可以看出，随着Zn元素含量的增加，合金试样的腐蚀电位E corr 逐渐正移，E corr 越正，表明其合金试样更不容易发生活化分解。因此，当合金中不含Zn元素时，其活化溶解能力也是最好的。通过分析比较图7、图8、图9可以看出，向铝合金中添加0.2%的In后，阳极合金腐蚀电位负移，同时，I corr 和腐蚀速率显著减小，表明合金的活性增强、耐腐蚀性变好。在1#、2#、3#的铝合金基础上再添加0.2%的In时分别能够使阳极合金腐蚀电位负移。可见，Zn元素能够使铝合金阳极的腐蚀电位正移，降低铝合金阳极的活性，相反，少量的In元素则能使铝合金阳极腐蚀电位负移，从而增加其活化溶解能力，提高其活性。
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user: 3. 结论 In元素是一个很重要的元素，其作用有活化铝合金，提高铝合金电化学性能，破坏氧化膜并大大增加铝合金阳极抑制析氢自腐蚀能力，同时还有减少合金缺陷，促使腐蚀表面均匀的功能。Zn元素能够使铝合金组织更加致密，抑制铝合金析氢自腐蚀，但会降低铝合金活性，随着Zn含量的增加其开路电位 图5. 1#~3#极化曲线 图6. 4#~8#极化曲线 图7. 1#6#极化曲线 图8. 2#7#极化曲线 图9. 3#8#极化曲线 Table 2 Thecorrosion parameters of alloy specimens of 1#-8 样品 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 腐蚀速率(mm/a) 97.6296 160.6589 152.4153 65.8482 59.4050 27.9648 30.5933 35.1262 表2. 1#~8#各合金试样腐蚀参数 和放电电压将会正移。当In含量为0.2%，Zn含量为0.2%时，Al-0.5Mg-0.2In-0.2Zn合金具有最好的综合性能，腐蚀速率为0.064 mg∙cm −2 ∙min −2 ，10 mA恒流放电电压可达1.527 V。
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user: 摘 要 本文采用“稀硫酸浸出–氧化剂 + 稀硫酸浸出–固相预脱铅–氯盐浸出–浸铋液中除铅砷–沉铋”工艺处理铜转炉烟尘制备氯氧化铋。首先，前两步浸出，均在L/S = 2: 1，t = 1 h，T = 60℃的条件下水浴浸出，使大部分可溶解元素如Cu、Zn、Sn等进入溶液，Pb、Bi等留在渣中。其次，在L/S为5:1，室温下使用pH值为4.5的缓冲溶液，处理二次浸铜渣，进行固相预脱铅；再次，用改性试剂处理浸铋液，去除铅砷。结果表明，室温条件下，盐酸浓度为1 mol∙L −1 ，氯化钠浓度为2.5 mol∙L −1 ，液固比为5:1时，铋的平均浸出率达到92%，而浸出液浓度为0.20~0.30 mol∙L −1 。用质量分数为1.66%的Na 2 CO 3 溶液调节酸浸液的pH值由0.5至3.0左右，沉铋。综上几步，此工艺能将有价金属元素铜、铋有效回收利用，铜的浸出率由原来的40%提高到70%以上；砷在氯氧化铋的含量从3.80%降到0.03%，去除率达到99.21%；铅在氯氧化铋的含量从3.46%降到0.189%；去除率达到96.39%；最后，沉铋后的氯盐溶液返回处理二次浸铜渣。 关键词 :铜转炉烟尘，酸浸，氧化剂，液相处理，沉铋
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user: 1. 引言 氯氧化铋的用途有珠光釉用增白、彩釉调料、塑料助剂、油漆调色，也是生产金属铋的主要原材料之一。铋作为当今世界上公认的最安全的“绿色”金属之一，广泛应用于制药工业，并且在半导体、超导体、阻燃剂、颜料、化妆品、化学试剂、电子陶瓷、冶金添加剂、易熔合金等领域日益获得广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。在未来相当长的一个时期内，世界铋的需求量仍将保持增长的态势 [ 5 ] [ 6 ] 。 白烟灰即火法炼铜过程中产生的铜转炉烟尘，经浸出可回收其中的多种有价重金属。工业生产中，绝大部分的有价金属如铜、镉、锌、铟等得到了有效回收，但白烟灰中铋的含量仍高达3% [ 7 ] 。近年来，许多工厂及科研单位研究开发出多种不同的浸出体系制备氯氧化铋方法，例如H 2 SO 4 -NaCl体系、HCl-CuCl 2 -CaCl 2 体系、H 2 SO 4 -CaCl 2 -NaCl体系等 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] ；湿法制备氯氧化铋在一定程度上缓解了火法过程作业成本高、环境污染大、有价金属富集难等问题。本文采用“稀硫酸浸出–氧化剂 + 稀硫酸浸出–固相预脱铅–氯盐浸出–浸铋液中除铅砷–沉铋–脱砷”工艺处理铜转炉烟尘制备高纯氯氧化铋。其最大的优势在于不仅能够处理低品位和多金属共存的浸出渣，制备出品位高、杂质含量低的氯氧化铋，亦能综合回收其他各种有价金属。
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user: 2. 实验 2.1. 原料、试剂及仪器设备 实验原料是来自某公司的铜转炉烟尘(简称烟尘)，其元素含量见表1。 本实验主要用到的化学试剂硫酸、盐酸、氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等均为分析纯；实验用水为去离子水。 实验仪器主要包括：1) FA1004型电子天平；2) GJ—1型密封式化验制样粉碎机；3) HH—2数显恒温水浴锅；4) V—i120SV型真空泵；5) 85—2型数显恒温磁力搅拌器；6) DGB/20—002A型鼓风干燥箱；7) DZF系列真空干燥箱；8) PHSJ—3F型PH计；9) YZ1515型蠕动泵；10) KQ3200B型超声波清洗器；11) HC—2066高速离心机。 2.2. 工艺流程 通过烟尘全测可知，白烟灰中钴、钙含量较低，铜、铋、铅含量较高的特点，选择工艺流程如图1所示。 该流程可简单概括为稀硫酸酸浸、氧化剂+稀硫酸浸出、固相预脱铅、氯盐浸出、液相除杂、沉铋六个步骤。 第一步，在用稀硫酸溶液浸出烟尘后，用去离子水多次冲洗，确保铜、锌的硫酸盐进入溶液，不溶解于酸和水的铜、锌等金属元素的硫化物留在渣中；第二步，用MnO 2 做氧化剂与硫酸溶液一起处理一次浸铜渣；利用其氧化剂的氧化性，将不容于酸和水铜的硫化物等溶解到溶液中来；第三步，用配置好的酸性溶液进行固相预脱铅；第四步，用氯盐溶液处理二次浸铜渣，得到浸铋液；第五步，用改性试剂处理浸铋液，用碳酸钠溶液调节PH值沉铋，降低氯氧化铋中主要有害金属元素Pb、As的百分含量；最后，以BiOCl作产品外销。经过前两步浸出后，将浸出液送入进入电积车间，以电积铜形式(粗铜)回收；电积后液、固相预脱铅处理后溶液等送废水处理或铜矿浸出使用。为了降低氯化纳消耗减少外排废水，沉铋后液返回工艺用于配制浸铋液。沉铋后的氯盐溶液，再生返回浸铋。
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user: 4. 结论 1) 在工艺处理的前两步，稀酸及稀酸 + 氧化剂混合溶液作为浸出剂时，实验条件为：液固比为2:1，浸出时间为1 h。实验温度为60℃水浴，可使Cu的浸出率达到70%以上；同时使Bi与Cu、Zn等元素之间有效分离，使铋富集在渣中。 2) 氯盐溶液处理二次浸铜渣的实验条件为：1 mol∙L −1 的HCl，2.5 mol∙L −1 的NaCl，L/S = 2:1，铋的平均浸出率可达到95%，浸铋液中铋离子浓度范围0.20～0.30 mol∙L −1 。 3) 用质量分数为1.66%碳酸钠溶液调节浸铋液pH值从0.5至3左右，选择性沉铋，可以有效分离铋与其它元素，铋的回收率达到98.20%。 图4. pH对沉铋率的影响 图5. 工艺处理后氯氧化铋XRD分析 Table 9 The rate of bismuth deposition in different pH value PH 0.8 1.5 2.0 2.5 3.5 5.0 Deposition rate of bismuth/% 5 11 35 93 98.1 98.3 表9. 不同pH值对应的沉铋率 Table 1 0 Elemental composition of bismuth oxide before treatmen Elements Bi Pb Cu As Fe Content/% 66.67 3.46 1.08 3.80 0.52 表10. 处理前氯氧化铋的元素成分 4) 经过工艺综合处理后，As在氯氧化铋的含量从3.80%降到0.03%，其去除率达到99.21%；Pb在氯氧化铋的含量从3.46%到0.189%，铅的去除率达到96.39%。
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user: 摘 要 作业绩效与作业时间的依存关系函数称之为时效函数。时效函数具有很大的个性化特征，也有一定的共性。人类的时效函数大致可分为4个类型：①百灵鸟型，这类人的绩效峰值出现在早晨，早晨有较高的作业绩效；②夜猫子型，这类人的绩效峰值出现在晚上，晚上有较高的作业绩效；③麻雀型，这类人的绩效峰值有2个，上午与下午各有一个峰状出现，二峰之间有一明显的谷底状，呈“M”状；④混合型，这类人的绩效峰值一天中会出现多个，但持续时间较短，峰值出现的时间相位与持续时间也大致相似。依据个体的时效函数特征规划作业任务就能取得事半功倍的理想效果。作者还研制了一个识记任务的学习时效函数的测定程序，依据该程序，能在7天的工作周期内，完成一个人的识记任务时效函数测定。 关键词 :时效函数，识记任务，测定程序
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user: 1. 引言 当代学生的学业负担沉重，学习效率不高这是个不争的事实。因此提高学生的学习效率，有效提升学生单位时间的学习绩效成为当代教育工作者最关注的问题。有效学习在很大程度上取决于学习者自我调节学习的能动性与调节行为的程序质量(Matecafe， 2009) [ 1 ] 。学习时间分配是属元认知控制的重要组成部分，在自我调节中起着重要作用(Perfect & Schwartz， 2002) [ 2 ] 。依据个体的时效函数特征，科学安排个体的学习活动就有可能在不增加学生课业负担而有效提升学生学习绩效的学习效果 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。
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user: 2. 时效函数的概念 一个人在不同的时间做相同的作业，会有不同的作业效率；在相同的时间做不同的作业也会有不同的作业效率。例如一年当中，可能秋季的认知活动效率较高，春季的体能训练效果较好。一月当中，可能在满月的时候情绪较好，富有创作效率；而在月初的时候富有情绪体验，有较好的创作意境。在一天当中，可能在早晨有较好的记忆效率，而在晚上则有较理想的逻辑推理效率。这种作业绩效与作业时间的依存关系函数称之为“时效函数”。时效函数的存在是个不以人的意志为转移的客观规律，遵循其规律，科学地按其规律安排各种不同的作业任务就能取得事半功倍，甚至事半功数倍的理想效果。反之，无视、漠视其规律，作业任务的效率就会下降，甚至下降到一个不可接受的程度 [ 8 ] [ 9 ] 。 时效函数具有很大的个性化特征，即张三的时效函数不同于李四，每个人的时效函数都有自己个体独有的独特函数曲线模式。但在个性之上，又有一定的共性。前苏联的脑生理学家和医学家科学研究证明，在人体内，有一种有时间周期的机制在控制、调节着人的生理活动，也由此影响到该个体在不同时间相位的作业效率。按时效函数的峰值位置特征，人类的时效函数大致分为两种类型：“百灵鸟型”和“夜猫子型”。属“百灵鸟型”的人在清晨和上午精神焕发，朝气蓬勃，记忆和创造效率较高；而晚上到了一定的时候，大脑的工作效率就降低了 [ 10 ] [ 11 ] 。如俄国文豪托尔斯泰，中国的数学家陈景润就是比较典型的百灵鸟型的代表人物。属“夜猫子型”的人则要到夜间才精力充沛，思维活跃，挑灯夜战，效率非凡，工作绩效达到一天之峰值。如法国著名作家福楼拜，中国文学界的旗手 鲁迅 先生都是比较典型的夜猫子型代表人物。百灵鸟型与夜猫子型从函数的曲线模式看都属单峰曲线型函数。后来人们又相继发现，还有双峰型和多峰型的时效函数存在。典型的双峰型是上午与下午各有一个峰状出现，而在中午时分则呈一明显的谷底状，一天的时效函数形状呈二峰三底的“M”状模式。这种函数曲线的模式与动物界麻雀的生物节奏非常相像，所以将这种时效函数类型的人称之为“麻雀型”。三峰以上的时效函数模式称之为“混合型”，混合型函数的人一天中会有多个作业绩效的峰值，但持续时间通常较短，而且峰值出现的时间相位与持续时间也大致相似。
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user: 3. 时效函数的测定 时效函数有很强的个性化特征，因此在应用层面上，只有解决了个性化的时效函数测定问题，即确切知道某个具体的个体具有怎样的时效函数曲线特征，例如，在某项学习任务上的时效函数曲线，才能在具体的学业指导上精确有效地指导该个体优化其学习行为的规划，通过调整使单位时间的学习发挥最高的学习效率。取得事半功倍的最佳学习效果。 学生的学习内容是丰富多样的，例如高中生，光主课就有语数外等6~7门。但就其学习任务的形式来说，就比较简单，主要就是2种形式的学习任务：识记增长型学习任务与思维训练型学习任务。前者的任务是以扩大学生的知识库容量为学习目的，后者则以提高学生的思维能力，思维品质为学习目的。在高中学阶段，识记增长型学习是最主要的学习任务，尽快地高效地掌握课程的知识体系对学生获得满意的学业绩效有决定性的重要意义。为此，我们设计了一套有效的测评工具及测评程序来精确测定高中生的识记型学习时效函数。 为避免识记材料的熟悉度影响到时效函数测评的准确性，我们研究用的识记材料取自对高中生来说几乎是非常陌生的GRE词汇库。为控制单位识记材料的等难度性，在选取词汇程序中制定了二个原则：第一，等长度原则，选取的每个单词都控制在8~10个字母的长度；第二，首字母均匀分布原则，每个字母打头的单词大致控制在57个左右。依据这二个原则，从公开出版的GRE词汇书中选出1500个单词组成测评材料库。将这些单词随机的分成150堆，做成150张卡片，每张卡片包含10个单词。卡片采用双排排版印制，上面一排均匀分布10个英文单词，词间空3个空格；下面一排在每个英文单词的对应位置打印一个中文的翻译解释。使用这套测评工具可以在7天的周期内比较准确的测出一个人的识记学习任务时效函数。 为保证时效函数测定操作的规范性与测评结果的准确性，我们专门设计了一套规范的测评程序，在整个测定过程中，严格按程序操作。具体的操作程序如下： (1) 样本选取。从浙江省某普通高中的高二年级选择一个中等水平的班级，共51人，其中男生24人，女生27人。 (2) 取样点的设置。按照高中生通常的作息时间安排时效函数的测定取样点。目前高中生通常的作息时间是早晨6点钟起床，晚上10点钟睡觉。以1小时为间隔单位设置取样点，每隔一个小时设一个取样点，则从早晨6点到晚上10点之间共设置17个取样点。 (3) 取样操作程序。一个完整的操作程序需要7天时间完成。 ①首测程序。第一天，早晨6:00，要求被测试者随机从150张测试卡片中抽取一张卡片，用默读的方式学习卡片上面的单词5分钟，要求其记住每个英文单词及其对应的中文词汇。然后将卡片剪成上下两半，上半部分有10个英文单词，下半部分为10个对应的中文词汇。然后在卡片的上、下半部上分别标注测定的精确时间信息，如：2015年3月1日早6:00。然后，在7:00，8:00……，重复进行上面的程序操作。直到晚上22:00，一天共进行17次取样操作。为保证不同学习方法产生的测评误差，要求被测试者只能用默读的方式学习。为保证学习材料的非熟悉性，每张卡片只用一次，每次抽取卡片都在剩余的卡片中抽取，即整个取样过程中，样本空间是递减的。 ②重复测试程序。第一步评分程序：次日早晨6:00，要求被测试者先找出24小时前学习过的卡片的英文部分，在每个英文单词的边上默写出该单词对应的中文词汇，然后找出那张卡片对应的中文部分，以此为标准，进行识记绩效评分。评分标准为答对一个词汇得一分，最高为10分，最低为0分。第二步学习程序：评分程序完成后，要求被测试者按照第一天的程序在余下的卡片中抽取卡片，继续进行默读方式的词汇学习。然后7:00，8:00……，按此程序在各小时取样点重复上述操作。第三天至第六天的操作程序与第二天相同，即先完成24小时的识记绩效测评，再进行新材料的识记默读学习。第七天，只进行24小时的识记绩效测评程序，不再执行新的词汇学习程序。 (4) 函数形成程序。将每一时间取样点的6天测评绩效分绩相加再除以6，得出每个取样钟点的平均学习绩效值。然后以时间为横坐标，以每一取样点的学习绩效值为纵坐标作图，画出每个钟点的平均识记绩效值点，将这些点连成折线图，最终得到该被测试者个性化的识记学习任务时效函数曲线图。图1为典型的4个学生个体的实测时效函数样例。 (5) 研究的控制。为保证学生在整个研究周期内能按程序要求完成测评，确保测评数据的可靠性，研究者采取了几条控制措施。①在开始前详细向同学说明整个操作程序的细节，如测试的具体时间点，卡片的抽取与标记等要求，并要学生复述一遍，确保能正确操作；②每天晚上回收已测评的卡片，确保所获数据的真实性与有效性；③在整个测评周期内对学生的作业量进行适当控制，避免疲劳因素对测试产生干扰。
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user: 4. 时效函数的应用 从图1可见，按时效函数规划个体的识记学习行为就有可能取得及其理想的学习绩效。对于百灵鸟型的那个学生，她早晨8点左右的识记绩效几乎是晚上9点左右的8倍；那个夜猫子型的男生，晚上9点左右的识记绩效也比早晨与午间要高上6~8倍；麻雀型与混合型的同学在峰值与谷底值的差距上要小些，但最少也在2倍以上。因此如果每个学生都能了解自己的时效函数模式，按其时效函数规划自己的学习时间，在最佳的时效函数峰值相位时段安排适宜学习任务，则其学习绩效的提升空间将是非常可观的。 图1. 4种典型时效函数样例 了解自己时效函数还有另一个重要的功能，就是可科学地解释自己的学习低效状态，创建一种健康的阳光心态。众所周知，学生中存在着普遍的攀比现象。当一个学生发现自己的学习状态明显不如别人的时候，往往会产生焦虑、内疚等负面的情绪反应。这种负面情绪不仅会影响到学生个体的心理健康，而且由于情绪低落还会进一步反过来再次影响其学习的效率，造成恶性循环。例如当一个百灵鸟型的学生看到同寝室一名夜猫子型学生晚上挑灯夜战，效率非凡。而自己却频频打盹，看什么书都记不住的时候，往往会感到莫名的焦虑、恐惧，会为自己的学习低效感到内疚与无助感。同样，一名夜猫子型的学生看到同寝室一名百灵鸟型同学每天闻鸡起舞，高效率晨读。而自己却怎么也起不了床，即便勉强起来了，读书也是迷迷糊糊的时候，也会有类似的负面情绪体验。但如果知道了自己的学习时效函数模式，情况就完全不一样了。百灵鸟型的人知道自己的函数峰值在早晨，就尽量在早晨多安排些学习任务，晚上则安心地早早睡觉，不必羡慕夜猫子型的同学夜间的高效学习。同样，夜猫子型的学生就尽量在晚上多安排些学习任务，早晨则可心安理得地睡一个晚觉，也不必去嫉妒百灵鸟型同学的高效晨读。就像男生不羡慕女生的细腻，女生不羡慕男生的雄壮一样。理解到这是各有所长嘛！心态自然就好了。另外，将那些学习效率较低的时段利用起来安排些体育锻炼，文化娱乐方面的活动，也非常有助于丰富学校生活，提升个体的综合素质。
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user: 5. 小结 本研究得到如下结果： (1) 高中生的学习时效函数大致有四种类型，即百灵鸟型、夜猫子型、麻雀型和混合型。 (2) 时效函数可通过一个7天的测试程序获取。 (3) 按时效函数安排个体的学习不仅可取得理想的学习绩效，而且还可有助于个体保持一个积极的健康心态。
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user: 摘 要 在竹山县官渡镇百里河村有较为集中的楠木类植物分布，在该地设置样地，采用植物种群野外调查方法研究楠木种群的数量特征、结构特征。结果表明：调查区域内天然宜昌润楠和白楠种群内个体为群集分布，且分布密度大；其中宜昌润楠处于三级立木的植株最多，占总量的42%，幼苗也较多，占总量33%，呈增长型；白楠虽缺失幼苗，但是处于三级立木的植株丰富，占总量的83%，呈稳定型。 关键词 :宜昌润楠，白楠，种群，数量特征，结构特征
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user: 1. 引言 楠木是我国传统珍贵树种的统称，它包括樟科润楠属(Machilus nees)和楠属(Phoebe nees)植物及一些近缘种 [ 1 ] 。楠木素有“木中金子”之称，其材质通直圆满、纹理美观、结构细致、质韧难朽、奇香不衰，是建筑、家具、雕刻和精密木模的上等良材 [ 2 ] ；楠木为常绿阔叶树种，树形优美，具备隔音、驱虫、净化空气等诸多生态功能而被广泛用于庭院观赏及园林绿化 [ 3 ] 。鉴于其广泛的用途和极其巨大的经济价值，楠木长期以来一直作为人们喜闻乐用的树种，野生资源破坏极其严重，目前已难觅天然楠木林。我国82种润楠属植物就多达71种处于濒危状态 [ 4 ] ；许多楠属植物也论为濒危或渐危树种 [ 5 ] 。由此可见我国楠木类种质资源濒危状况令人甚忧，保护刻不容缓。 开展楠木的种群调查研究，深入掌握其生态学特性，对其保护和可持续利用有重要的现实意义。
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user: 2. 研究地概况与研究方法 2.1. 研究区自然概况 竹山县官渡镇位于鄂西北边陲，跨东经109˚55'~110˚10'，北纬31˚57'~32˚03'，官渡镇距离竹山县城64 km，东与房县中坝乡接壤，西与竹溪兵营镇相连，南与柳林乡交界，北与上庸镇毗邻。竹山县虽为副亚热带季风大陆性气候，属北温带，但地处汉江、堵河盆地，又为高温区，热量比较充足。年平均气温10.2℃至10.2℃，最冷月1月~1.9℃至3.1℃，极端最低气温−9.9℃ (1956年1月21日)；最热月(7月) 21.7℃至27.7℃，极端最高气温43.4℃ (1966年7月20日)，为全省极端最高气温之最。日照时数年平均1650.4 h。年平均降水量905.2 mm。年平均相对湿度为73%。始霜10月10日，终霜3月20日，年平均无霜期由中部地区的252.8 d，向四周递减到163.4 d。年平均降雪20 d左右。竹山县土壤类型主要为云母片岩风化物发育的粗骼土壤及高山森林土壤。 调查地点位于竹山县官渡镇百里河村，跨东经110˚0'12''~110˚09'06''，北纬31˚52'29.58''~31˚57'25.9''，该区域内楠木野生资源分布比较集中，沿着河谷两岸，种群保存较好，沿河做多个样方进行调查研究(表1)。 2.2. 研究方法 2015年5月中旬，在上述地点展开了调查。野外调查采取样方法。根据向导提供的资料，官渡镇仅在该地点发现有野生楠木资源的分布。样地内楠木实际沿官渡河河谷两岸间断零星分布，根据该地点楠木特有的种群现状及现场实际地貌特征，对所发现的楠木资源全部进行了记录，共设置了3个10 m × 40 m，1个3 m × 40 m，1个5 m × 100 m的样方进行了调查。记录了样方的群落面积、经纬度、海拔、坡 Table 1 The basic data of the quadrat 样方 主样方面积 海拔 人为干扰方式 人为干扰强度 样方1 10 m × 40 m 910 m 采集 弱 样方2 10 m × 40 m 903 m 采集 弱 样方3 10 m × 40 m 925 m 开荒 弱 样方4 3 m × 40 m 851 m 开荒 中 样方5 5 m × 100 m 588 m 采集 弱 样方6 10 m × 40 m 580 m 采集 强 表1. 样方基本数据 向、坡位、坡度、郁闭度、盖度、土壤类型、人为干扰方式以及人为干扰强度等，实测样方内楠木的株树、株高、胸径、基径、冠幅和生长状况。
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user: 4. 讨论 天然楠木在官渡河有较集中的分布，虽在各个样方中种群密度、年龄结构各有不同，但从调查样地整体来看，楠木沿河坡河谷较均匀的分布。从整体上来看，宜昌润楠数量最多，共有287株，其中、II级幼树、III级立木、IV级立木和V级立木各占33.10%、10.10%、42.16%、7.32%和7.32%，年龄结构呈增长 图4. 不同径级白楠的平均树高 型；白楠总数有52株，且III级立木占82.69%，且缺失I级幼苗，II级幼树也只有极少量，其主林层占有94.23%，这种群落结构不利于其发展；竹叶润楠和华润楠都只只存在极少量的植株，十分不稳定。造成这样的群落结构原因可能来自如下方面： 楠木喜湿耐荫，立地条件要求较高，喜深厚肥润的土壤，调查样地属于河谷，坡上多是乱石，土壤贫瘠。且调查的样地中都在离人居村落附近，受干扰较重，在过去的几十年，当地原生森林植被遭到反复采伐利用，楠木及其生境遭到一定程度的破坏。后因当地林业管理部门的保护意识等原因，被较好地保存下来。但总体上大径级的立木比较少，幼苗较少甚至缺失，需要尽快采取保护措施。 楠木的繁育生物学特征显示：楠木类植物主要是利用种子进行繁殖和再生，但是，其果实为核果，中果皮为肉质，落地后极易腐烂，进而引起种子霉烂，且种子本身具有生理性休眠和寿命短等特点，造成楠木繁殖率低下，自然更新困难的现象；另一方面，楠木类植物的幼苗、小树生长缓慢，自然更新周期长。虽样方2和样方6的幼苗较多，但是天然更新的个体多分布在母树周围，中间竞争压力大，在生长过程中将只会有一部分能成为Ⅳ级以上立木。以上这些原因直接影响了天然楠木种群的结构和发展。
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user: 5. 结论 研究结果表明，官渡镇官渡河的天然楠木资源比较丰富，在调查区域内，宜昌润楠最为丰富，白楠其次，并有少量的竹叶润楠和华润楠被发现。总体来说种群结构不合理，处于幼年期的楠木占总量的36.71%，IV级立木和V级立木匮乏，且分布不均，这样的结构不利于楠木种群发展。针对楠木种群的分布现状和发展动态，建议重点保护楠木种群及其分布生境，并减少当地人为干扰对中年个体的破坏作用，为楠木种群个体提供适宜的生境，促进该种群的自然更新。
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user: 摘 要 三亚湾现代海岸绝大部份位于宽平的海岸大沙坝上，是激浪活跃的砂质堆积海岸：湾的两端是海蚀的基岩岸，且不同程度地分布着珊瑚礁。在整体上，三亚湾为一大型的较开阔的港湾海岸，波浪作用为主，但在某些岸段潮流作用与生物活动亦为活跃的因素。所以，三亚湾海岸地貌类型丰富。本文拟对三亚湾海岸作简单剖析，对沉积动力与海岸地貌的形成进行初步讨论。 关键词 :三亚湾，海岸地貌，海岸沉积
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user: 1. 引言 根据海岸动力地貌学原理，一定的海岸轮廓与物质供给状态下，不同的动力条件导致泥沙运动形式的不同，从而形成不同类型的海岸与相应的地貌组合。潮汐、波浪、河流等因素共同作用影响沉积过程，形成不同的海岸地貌，海岸地貌在演化过程中经受各种外力以及人类活动影响，反作用于沉积过程，在曲折中追求平衡过程。影响本文综合描述三亚湾海岸地貌和沉积状况，从海岸动力地貌学角度探讨海岸地貌以及沉积对动力因素的响应，揭示人类活动对海岸地貌的影响以及目前三亚湾海岸所存在的环境压力与环境问题。
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user: 2. 地质地理概况 三亚湾位于海南岛南端，在大地构造上处于华南褶皱系南缘，岩浆活动和构造活动频繁。海南岛的区域地质构造主要受EW向断裂控制，三亚湾位于琼南拱形断块隆起的九所—陵水断裂南侧 [ 1 ] 。地质构造以华夏纬向构造为格架，并与华夏、新华夏系等构造系复合形成了本区的特征 [ 2 ] 。在新构造运动分区上，研究区属于琼中南强烈隆起区的琼南中度隆起亚区。新构造运动在海岸带以不对称穹状隆起为特点，以间歇性上升为主，局部产生断陷，形成各级夷平面台阶地。 三亚地区出露的最古老地层为寒武系大矛群浅海碎屑岩类，夹含磷、锰、硅质碳酸盐岩类，地层总厚度超过2150 m；其次为奥陶系浅海碎屑岩类，夹有碳酸盐岩类，含笔石、腕足类、双壳类及三叶虫化石，厚度大于300 m；以及志留系浅海碎屑岩类，含三叶虫和腕足类化石，厚度大于60 m。沿海第四纪地层发育，除全新世有海相沉积外，更新世极少有海相地层，主要发育沙堤与泻湖沉积，全新世生物堆积发育。区内广泛出露花岗岩侵人体，如崖城南山的中生代—古生代花岗岩高丘和台地，鹿回头岭、马鞍岭燕山期花岗岩，亚龙湾部分受到轻微变质的燕山花岗岩等。 三亚湾海岸走向略呈弧形，其范围西起马岭，东至三亚，再向南至鹿回头。岸外有东瑁洲、西瑁洲两岛及近岸的鹿回头岭为屏障，是一半开阔的海湾。海岸面向开阔海域，岬湾相间，以风浪作用为主，有一定的涌浪作用，砂质海滩发育。三亚湾处于典型的热带季风气候作用区，受东北季风和西南季风的交替影响，气候湿热，干湿季明显，年均降水量1279.3 mm，年最大、最小降雨量分别为1870.5 mm和746.5 mm，年均气温为25.4℃，年极端最高、最低气温分别为36℃和2℃。台风影响突出，受到南海台风和西北太平洋台风的共同影响。统计表明，影响海南南部的台风以强台风为主，西北太平洋强台风年均为2.4个，南海强台风年均为0.8个。影响三亚湾沿岸的风浪以西向与西南向为主，其次为偏南向的风 浪与涌浪。东南向波浪因由鹿回头半岛之屏障，故而对本湾影响较小。本区的潮汐是以日潮为主的混合潮，潮差2.13米。半日潮天数平均为11天。日潮时一天中涨潮为16~17小时，落潮时极短，仅7~8小时 [ 3 ] 。大潮汛对应着日潮，小潮汛对应着半日潮。沿岸带潮流系往复流，涨潮流为东南向，落潮流向西北，自表层至底层均为落潮流流速大于涨潮流流速。三亚湾两侧岬角沿岸及湾内岩礁附近海底表层沉积物较粗，为粗砂和砾石，珊瑚贝壳碎屑含量高；海湾沿岸水下沉积物为细砂，烧旗河口附近为中砂。向湾内随水深增大，表层沉积物粒度变细，逐步过渡为粉砂质砂，乃至粘土质粉砂 [ 4 ] (见图1)。