200 GPa压力范围内铝和铜的等熵压缩线计算

 将冲击Hugoniot线作为Grüneisen物态方程的参考线，以冲击的初始状态为参考状态，推导得到线性和二次曲线表示的冲击绝热线所对应的等熵压缩线方程，计算了200 GPa压力范围内铝和铜两种材料的等熵压缩线，并且计算了以Hugoniot关系为基础的Appy经验物态方程导出的等熵压缩线。计算结果表明，以Appy经验物态方程导出的等熵压缩线与以线性冲击绝热线导出的等熵压缩线接近，在200 GPa压力范围内两者相差不到1.5%。将计算得到的铝的等熵压缩线与美国Sandia实验室ICE实验Z864数据进行了比较，由线性Hugoniot得到的等熵压缩线与实验数据相差不到1%，由Appy经验物态方程得到的等熵线与实验数据几乎重合，说明在200 GPa压力范围内，以Appy物态方程和以线性Hugoniot为参考来计算的等熵压缩线有较高的精度。     

稠密流体氮高温高压相变及物态方程

氮的高温高压物态方程以及相图对于研究和制备高能量密度含能材料至关重要.本文采用基于密度泛函理论的分子动力学模拟方法,研究了液氮的高温高压行为,给出900—25000 K, 2—200 GPa区间流体氮的物态方程以及组分、相态变化.在上述相空间,观察到流体氮分子相-聚合物相以及聚合物-原子相的相变发生.获得的液氮Hugoniot理论曲线与实验结果吻合较好,发现30—60 GPa区间Hugoniot曲线的软化与分子-聚合物流体相的相变有关;在60 GPa后Hugoniot曲线变陡峭与流体氮进入聚合物相区有关.     

基于Helmholtz自由能模型的聚乙烯的完全物态方程

基于Helmholtz自由能建立了聚乙烯的完全物态方程,通过该模型计算获得了聚乙烯的150 GPa压力范围内的冲击Hugoniot关系、冲击波温度-压力关系,计算结果与已有实验结果和分子动力学计算结果均符合较好,表明构建的物态方程对描述聚乙烯离解相变压力150 GPa内的热力学量具有很好的适用性.     

在200 GPa冲击压强下铁是否会发生固-固相变？

 根据Grüneisen物态方程、Hugoniot内能守恒方程和最新发表的铁的热物理参数，计算了ε-(hcp)铁和液态铁的理论Hugoniot曲线。计算的Hugoniot曲线与最新修正的铁的实验数据[J Appl Phys, 2000, 88: 5496]在总体上符合很好，并且可以细分为两个部分：在约低于200 GPa的压强区，用ε-铁模型的计算结果与实验结果符合很好；在约高于260 GPa的压强区，用液态铁模型的计算结果与实验数据也符合得比较好；对介于200~260 GPa之间的压强区，则归属于由ε-铁向液态铁转变的混合相区。这意味着铁的Hugoniot曲线在约200 GPa处出现的微小偏折是由固-液相变引起的，从而否定了Brown [Geophy Res Lett, 2001, 28: 4339]提出的它是一次由ε-铁向另一个未知结构的某个固相铁的相转变的见解。     

Ti-Cu-W体系Pillow飞片加载铋熔化再凝固过程计算分析

采用数值计算设计了Ti-Cu-W材料体系Pillow飞片,实现金属铋样品的冲击加载和准等熵加载,并通过实验研究铋的冲击熔化再凝固这一复杂的物理过程,实验获得的速度波剖面结果与数值模拟结果基本一致。还建立了金属铋的包含5个固相和1个液相的完全物态方程,计算相图的三相点以及高压区的Hugoniot线与实验数据吻合较好,计算还获得了冲击加载再凝固实验中的温度信息和相变信息。通过计算分析和对实验数据的解读,认为Ti-Cu-W材料体系Pillow飞片加载可以用于铋的冲击熔化再凝固复杂物理过程研究,为实验探索研究建立了适用的研究方法和有效的技术手段。     

四参数普适物态方程

多种材料的拉格朗日体模量都符合对压强展开到二阶项的关系。以此为基础,建立了一种四参数物态方程,比三参数物态方程适用压力宽、拟合精度高、外推性能好。方程参数关联一、二、三阶导数,根据Hugoniot方程与等熵方程的导数关系,可以检验动高压与静高压实验数据是否相互适合。方程以统一形式表述冲击、等熵和等温压缩状态,适用于多种材料、全压力区,是一种普适物态方程。公式简单、运算方便,克服了传统的四参数物态方程结构复杂、公式冗长以及参数间高度关联而失去实用意义的缺陷。     

飞片温升对Hugoniot参数测量的影响

 在格临爱森物态方程框架内建立了一种估算高温材料Hugoniot参数的理论方法，这种方法计算简单，原则上适用于各种固体材料，弥补了BACT方法的缺点。结合一些Hugoniot实验数据研究了实验中飞片的温升对粒子速度的影响。数值计算表明：飞片温升对粒子速度造成的不确定度非常小，因此在数据处理中，假定飞片的Hugoniot参数不变是合理的。     

热膨胀型固体物态方程

根据晶体热振动的非谐振效应,推导出了一种热膨胀形式的固体物态方程.与常用的Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ物态方程相比,该热膨胀物态方程在理论上说明了极高压下等熵线族趋近于冷压线的事实,并可很好地连接固体高压与常压性质.介绍了该物态方程的理论,定义了新的热力学函数,并对如何采用冲击Hugoniot方程拟合热膨胀形式的固体物态方程进行了介绍 关键词： 物态方程 固体 高压 热膨胀     

应用Saha方程计算氩等离子体的Hugoniot物态方程

应用Saha模型加Debye-Huckel修正计算氩等离子体的Hugoniot物态方程,温度在10000-30000K之间,压力在0.0133-0.166GPa范围内,非理想参数Γ≈0.38.实验值和理论计算结果符合较好,说明Saha模型加Debye-Huckel修正能较好描述该热力学条件下氩等离子体的热力学行为.     

稠密氦气物态方程研究

用二级氢气炮作为冲击压缩加载工具和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量系统,测量了冲击压缩氦气等离子体的光辐亮度历史（初始温度293K,初始压力为1.2MPa）。根据实测记录信号波形的有关特征量,计算得到了氦等离子体的Hugoniot物态方程（含冲击温度）。结果发现：实测Hugoniot物态方程可用Saha方程加Debye-Huckel修正物理模型解释。     

高压下顽火辉石的相态用其地球物理意义

利用Birch-Murnahan有限应变状态方程和Gru neisen　状态方程,计算了钙钛矿型((Mgo. 86Fe     

用赝势方法计算五种简单金属的Hugoniot曲线

基于本文作者在文献[1]中所导出的冷压P_x,利用德拜固体模型并考虑电子的热压,得到了金属的高温高压状态方程。在与Hugoniot方程联立后,就能算出Hugoniot曲线。本文计算了五种简单金属的Hugoniot曲线。结果表明,在现有实验数据所能达到的范围内,理论计算与实验符合都比较好。 关键词：     

Anomalously high metallization pressure of solid neon

The equation of state of solid fcc neon at T = 0 K is calculated by the local density functional theory in the muffin-tin approximation. The calculated equation of state is in good agreement with Hawke et al.'s experimental value at about 6 Mbar by magnetic flux compression and also agrees remarkably well with that by the quantum statistical model in the region of extremely high pressures. If no structural phase transition occurs up to metallization, solid neon becomes metallic at a molar volume of 0.256 cm³/mole or at a pressure of 1.58 × 10³ Mbar. This is the highest metallization pressure ever reported.     

金属的对比Hugoniot线及其高压状态方程

本文通过对三十四种金属元素冲击压缩实验数据的综合,借助于对应态原理的对比方法,归纳得到了描述金属元素冲击压缩规律的普适经验公式——对比Hugoniot线;运用德拜近似理论,从所得到的对比Hugoniot线导出了对金属元素普适的高压状态方程。由此普适状态方程计算了镁、钒、铁、铜等十五种金属元素的冲击压缩线,计算结果与动力冲击压缩实验数据进行比较,符合情况较好。 关键词：     

Mean-field potential calculations of high-pressure equation of state for BeO

A systematic study of the Hugoniot equation of state, phase transition, and the other thermodynamic properties including the Hugoniot temperature, the electronic and ionic heat capacities, and the Gruneisen parameter for shockcompressed BeO, has been carried out by calculating the total free energy. The method of calculations combines first-principles treatment for 0 K and finite-T electronic contribution and the mean-field-potential approach for the vibrational contribution of the lattice ion to the total energy. Our calculated Hugoniot is in good agreement with the experimental data.     

热力学物态方程参数的统计力学表示

从统计力学出发,在晶格谐振近似模型下重新导出了吴强经福谦(吴经)热力学物态方程,给出了该物态方程参数,即吴经参数R的表示式,致使对物态方程的计算不再依赖Grüｎｅｉｓｅｎ系数.同时将由新参数计算出的冲击绝热线与用原参数计算得到的作比较,二者相当一致,表明统计模型给出的参数有效. 关键词： 物态方程 疏松材料 冲击绝热线 晶格热振动     

氖,硅和钛元素的类锂离子激发态参数的计算

为利用本所重离子加速器原子物理实验装置进行高电离态离子物理实验研究，本文采用郑能武等人＾［＾１＾］提出的最弱受约束电子势模型理论的波函数和Ｈ．Ａ．Ｂｅｔｈｅ等入＾［＾２＾］的量子力学理论，估算了Ｎｅ，Ｓｉ和Ｔｉ离子的类锂等电子序２Ｓ－２Ｐ态的跃迁几率和振子强度，并把计算结果与文献结果作了比较。     

Gold under high pressure

Abstract

First principle predictions for the equation of state of gold using solid and liquid state theories are compared up to combined pressures and temperatures of 600 GPa and 17 000 K with static diamond anvil cell compression, ultrasonic measurements and shock Hugoniot data which include a recent laser driven shock Hugoniot points at 600 GPa. Excellent agreement between theoretical and experimental data is observed. The theoretically estimated 300 K isotherm agrees to within 2 GPa with the isotherm that has been measured to 70 GPa using the diamond anvil cell. The structural energy estimates show that the normal f.c.c. phase remains stable under pressure. The estimate of the shock Hugoniot temperature of gold at 600 GPa based on a liquid state model is consistent with the measurements of laser induced shock luminescence, which in fact provides an experimental determination of the temperature of gold above its Hugoniot melting point. The powerful means provided by theory in the prediction of material properties of gold at ultra high pressures and temperatures is significant because gold is an efficient converter of laser energy into soft X-rays and is a potential candidate as a standard for high pressure, high temperature work.     

凝聚态物质状态方程的一个数值模型

建立了凝聚态物质的一个三项式状态方程：以Faussurier平均原子模型为基础计算电子热压和电子热能;以Cowan模型为基础计算离子热压和离子热能;用基于实验数据的半经验拟合公式计算物质的冷压和冷能。用实验数据检验了用平均原子模型计算的平均电离度。将状态方程与Hugoniot关系式相结合,计算了Be和Al的冲击绝热曲线,结果充分地展现出电子在高温、高密度条件下的壳层结构效应。