人造沙漠鳴沙的製備工藝的製作方法

2023-05-15 07:37:31 2

專利名稱：人造沙漠鳴沙的製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種人造沙漠鳴沙的製備工藝。
鳴沙又稱為響沙、嘯沙和音樂沙。而尤以沙漠鳴沙最為罕見，被譽為神奇的自然現象，因此，而成為沙漠乾旱地區的一種重要的旅遊資源。自上世紀以來，已有十幾個國家有關於發現鳴沙資源的報導，但由於自然環境的變化，現有的鳴沙資源正在被破壞，而變啞沙。我國是有關鳴沙記載最早的國家，早在西漢時，滑鳴沙就已成為當時主要的民俗活動。我國以鳴沙為主題而建立的旅遊風景區已有三處即寧夏沙坡頭、內蒙銀肯、敦煌鳴沙山之多，而被世人稱之為「世界鳴沙寶庫」，但迄今有的鳴沙區如沙坡頭、敦煌月牙泉已沉寂多年，失去了旅遊價值。因此，如何恢復鳴沙以及如何人工再造鳴沙一直是中外鳴沙學者期望解決的難題。要再造鳴沙，就得對鳴沙的發聲機理進行研究。多年來許多風沙物理學者對其提出了種種推測和假說，迄今為止眾說紛紜，莫衷一是。美國學者A.A.Jullen和H.C.Bolton(1988)首先提出了空氣振動學說，認為鳴沙產生於沙粒間空氣層受壓逸出而產生的振動。潘丁及湯麥斯(1904)認為空氣振動是容積的一種脈動，由容積脈動過程的交替更迭所致的空氣振動是鳴沙發聲的物理機制。A.D.Levls(1936)對南非卡拉哈裡沙漠的鳴沙作實驗研究發現，溼度是控制鳴沙的主要因素。有的學者以結晶石英的壓電性為理論基礎提出了壓電學說。大多數學者認為，鳴沙是沙粒間摩擦的結果。例如Carns-wllson認為鳴沙是由表面乾淨的無數均一的沙粒摩擦所致。J.H.Poynting指出，摩擦可引起彈性波，從而產生沙粒的自然振動。Hlkaru-Takahara(1973)認為，鳴沙實際上是靠單一的粒徑組成的具有光滑表面的石英顆粒的摩阻特性。近幾十年來，鳴沙研究從野外現象的推測進入實驗研究階段，主要集中於鳴沙沉積特徵和沙粒剪切的實驗研究。D.W.Humphrles(1966)、K.Ridgway(1970)、Takahara(1973)、取訪兼位等(1983)先後對鳴沙、啞沙的沉積學特徵進行對比分析研究，內容涉及沙粒的地礦成分、機械組成、表面形態特徵及沙層水分含量等。分析結果表明，鳴沙是由石英沙組成，分選好，粒徑相對集中，很少含有粘粒和塵土物質；沙粒電鏡掃瞄顯示出鳴沙沙粒表面光滑，具有良好的磨圓度；鳴沙沙層乾燥。Bagnold(1954，1956)首次進行了沙粒剪切實驗研究，發現鳴沙在滑動時，沙層內部存在著剪切面，沙粒在剪切面上有規律的膨脹是振動產生的本質。D.W.Humphrles(1966)通過對埃及沙漠鳴沙和啞沙的剪切實驗研究，提出可能在沙層地表以下4英寸處有一個音板，表層沙粒運動作用於該音板時，通過沙粒在音板盯的剪切而發聲。日本學者三輪茂雄(1982)研究發現，鳴沙的內摩擦角是啞沙的5倍，從而推測，內摩擦角的差異是鳴沙和啞沙的本質區別，並進而提出海水汙染可能是造成鳴沙變啞的主要原因。我國的鳴沙研究僅是近幾年的事，有關鳴沙機制的理論尚屬推測。例如，張如緯、王進玉提出鳴沙的摩擦靜電和水分共鳴箱說。但目前許多學者僅停留研究鳴沙的發聲機理上，而對如何人工再造鳴沙尚無實質性的進展。
本發明的目的是為了提供一種通過水洗，振蕩摩擦來改變石英啞沙的表面結構，使啞沙表面具有鳴沙所需的坑洞結構的人工沙漠鳴沙製備工藝。
本發明的目的可通過如下措施來實現一種人造沙漠鳴沙的製備工藝，含有下述工藝步驟(1)將石英啞沙置於容器內，在石英沙中加水和重量為1/10-1/20的石英砂重的洗滌劑；(2)然後將其放于振蕩機內振蕩3-5小時後，用0.09-0.25毫米的水洗篩，水洗10-25分鐘；(3)再將其置於95-120℃的烘箱中烘乾即可製成鳴沙。
本發明相比現有技術具有如下優點本發明通過研究鳴沙的發聲機理後，首先採用水洗、振蕩、摩擦的工藝來改變石英啞沙的表面結構及其物理化學特徵，從而使石英啞沙表面具有鳴沙所需的坑洞結構，成功地實現了人工再造沙漠鳴沙的目的。
本發明還將結合實施例作進一步詳述一種人造沙漠鳴沙的製備工藝，含有下述工藝步驟(1)選取成熟度好(石英顆粒圓度好，圓或次圓，表面風成作用顯著)的沙漠石英沙，將石英啞沙置於容器內，在石英沙中加水和重量為1/15的石英砂重的洗滌劑；(2)然後將其放于振蕩機內振蕩4小時後，振蕩機的頻率為180次/分，用0.18毫米的水洗篩，水洗15分鐘；(3)再將其置於110℃的烘箱中烘乾即可製成鳴沙。
權利要求
1.一種人造沙漠鳴沙的製備工藝，其特徵是含有下述工藝步驟(1)將石英啞沙置於容器內，在石英沙中加水和重量為1/10-1/20的石英砂重的洗滌劑，(2)然後將其放于振蕩機內振蕩3-5小時後，用0.09-0.25毫米的水洗篩，水洗10-25分鐘；(3)再將其置於95-120℃的烘箱中烘乾即可製成鳴沙。
全文摘要
本發明涉及一種人造沙漠鳴沙的製備工藝,該工藝含有下述步驟:(1)將石英啞沙置於容器內,在石英沙中加水和重量為1/10—1/20的石英砂重的洗滌劑;(2)然後將其放于振蕩機內振蕩3—5小時後,用0.09—0.25毫米的水洗篩水洗;(3)再將其置於烘箱中烘乾即可製成鳴沙;本發明通過水洗、振蕩摩擦來改變石英啞沙的表面結構,使啞沙表面具有鳴沙所需的坑洞結構,從而成功地人工再造鳴沙。
文檔編號B28B1/08GK1186012SQ9611416
公開日1998年7月1日 申請日期1996年12月27日 優先權日1996年12月27日
發明者屈建軍 申請人:中國科學院蘭州沙漠研究所