关于材料烯疏区的零温物态方程

我们研究了材料在稀疏区的相互作用势，并提出了一个新的势形式，相应的冷压形式只有一个待定参数，它由常压声速来确定，所得的冷压曲线与常态、断裂、常压熔点以及临界点等条件下的冷压符合程度是令人满意的。     

高压下Al的零温电子结构和物态方程

 用LMTO法（线性Muffin-Tin轨道法），计算了金属铝的超高压电子结构及零温物态方程。Al的压缩比到10，压力达10 TPa。根据第一原理计算结果，在带结构方面，s带总是处于Fermi能以下，随着压力的增加，s、p和d的带宽增加，随后则杂化程度增加，所以s、d轨道的电子占据数连续变化。上述变化对压力的影响也是连续的，换言之，从s→d转变没有理由说明Al在0.5 TPa附近冲击Hugoniot的斜率的拐弯现象。而这一点则是与Altshuler的观点不同。物态方程的第一原理计算结果表明，bcc结构比fcc结构要软，但因差别不很大，即使发生fcc→bcc的转变，也不会引起Hugoniot的质的变化（拐弯）。Al的LMTO物态方程还表明，我们以前所采用的半经验的冷压误差可达30%。为此，根据LMTO结果，给出新的冷压表达式p=∑_i=0⁵a_iδ^i/3，δ=Ω₀/Ω，其中a₀=-7.327 79，a₁=18.754 3，a₂=10.209 7，a₃=-2.523 53，a₄=-4.787 2，a₅=6.065 94，拟合误差小于3%。     

氢及氘的宽区物态方程研究进展

氢是自然界最丰富的元素,是天体物理和惯性约束聚变（ICF）研究的重要对象。简要综述了国内外氢及氘宽区物态方程研究进展,特别评述了OMEGA激光装置上的最新冲击压缩实验和理论模型的对比分析情况。在以往数据分析评估基础上,利用改进的化学自由能模型、第一原理数值模拟结果及多参数物态方程模型,构建了氢的宽区物态方程,适用温度、密度范围分别为20～10⁸ K,10⁻⁷～2000 g/cm³。与已有多类实验如冲击压缩实验、静高压等温线实验、声速等实验结果对比表明,新构建的氢宽区物态方程具有较高的置信度,为天体物理、惯性约束聚变、国际热核实验堆等工程物理设计提供高精度的支撑数据。氢宽区物态方程的构建及验证方法亦可适用于其同位素氘,该方法构建的氘宽区物态方程与2019年最新发表的主雨贡纽、二次冲击雨贡纽数据的吻合程度明显优于当前国外模型。指出了未来研究需要关注的状态区域。     

能带论自洽LMTO方法计算金属铜的零温物态方程

 用密度泛函框架下的自洽LMTO方法，在计算一系列晶格常数的Cu的能带结构的基础上，计算了Cu的零温物态方程。压缩度为1.0～4.5。计算结果与两种基于实验数据的半经验方法所得结果以及Albers等人的计算结果进行了比较，其高压部分亦与带量子交换修正的TFC模型结果作了比较，说明计算结果是合理的。进一步的研究可为修正半经验方法提供依据。弄清与TFC理论的异同，对多体系统相互作用有更进一步的了解。     

第一性原理对金的高压相变和零温物态方程的计算

在密度泛函理论下，用缀加平面波加局域轨道方法，分别采用广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)对金的面心立方晶格结构(fcc)、体心立方晶格结构(bcc)和六角密堆积结构(hcp)的结构能量进行了计算.在GGA下，计算得出fcc向hcp和hcp向bcc的相变分别发生在380GPa 和1250GPa；而LDA下相变分别发生在490GPa和790GPa.当计算压强达到2TPa时，bcc在这两种近似下仍然保持稳定的结构.根据不同体积下不同结构的电子态密度的特征，对发生相变的物理原因进行了定性的分析，在此基础上得到了金的零温状态方程. 关键词： 缀加平面波方法 固态相变 电子态密度 物态方程     

用遗传算法确定材料物态方程参数

 根据实测应力历史曲线建立非线性优化模型，以确定材料物态方程参数。将全局优化性能良好的遗传算法应用于优化过程。针对2号纯铁的一维平面碰撞实验记录，用这种方法计算了铁的物态方程参数C₀和s，并将结果同用BFGS算法得到的结果进行了比较。     

温稠密铝等离子体物态方程及其电离平衡研究

温稠密物质的物性参数在惯性约束聚变能源、Z箍缩等高能量密度物理领域的实验结果分析和物理过程数值模拟等方面有着重要的应用价值.本文应用部分电离等离子体模型,在理想自由能的基础上考虑了库仑相互作用、排斥体积作用和极化作用等非理想特性,开展了温稠密等离子体物态方程和电离平衡的研究.计算了温稠密铝等离子体的压强等物态方程数据和在密度为1.0×10^-4-3.0 g/cm^3,温度为1.0×10^4-3.0×10^4 K范围内的粒子组分.计算结果显示,铝等离子体的平均电离度在临界密度区域内随着密度的增加而突然增大.根据非理想Saha方程中有效电离能这一关键参数,分析了铝等离子体平均电离度在临界密度区域内随密度迅速增大的现象.     

核物质的物态方程

本文述评了核物质物态方程的问题和现状，及其在当前核物理研究中的地位．着重评述了核物质的压缩系数问题，以及液气相变和临界温度问题，这都是当前相对论性重离子碰撞和核天体物理研究的热点．     

零温物态方程输入参数B0K、B'0K和ρ0K的确定

在对Gruneisen系数高温高压下演化特性不作任何假设的前提下,建立了一种不依赖于等温物态方程具体形式,通过Hugoniot实验数据直接确定0 K零压等温体积模量B0K及其对压力的一阶导数B'0K和初始密度ρ0K等0 K物态方程输入参数的方法.通过与实验和理论数据的分析和比较,表明用这一方法确定的B0K和B'0K不仅合理,而且具有很高的精度,特别是B'0K的精度,要优于目前传统超声实验的测量精度.此外,这一方法所确定的ρ0K不仅在Gruneisen物态方程的框架内与相应的室温零压特性参数相适配,而且与低温热膨胀实验数据所确定的近0 K初始密度ρ0E非常吻合.     

高压下碱卤晶体的状态方程

 从碱卤晶体总相互作用势能出发,得到了一个状态方程。在不存在压致转变的压力范围内,该方程能够很精确地描述室温时碱卤晶体在高压下的等温压缩行为。还进一步讨论了体积弹性模量和其压力导数之间的关系。计算结果与实验结果符合得很好。     

用激光驱动冲击波测量高压状态方程的初步实验

 本文扼要介绍了以激光状态方程实验为目的而开展的铝靶烧蚀参数测量和激光冲击波实验，报道了这些实验的结果。     

水高温高密度状态方程理论研究

 采用MCR方法计算由exp-6势描述的水分子作用体系的pVT状态方程。与MD数值模拟结果比较后发现，由于水分子间强烈的吸引作用有利于分子有序化过程的发生，在较高温度（2 000~4 000 K）条件下，水分子作用体系仍呈现出固态特征。该物相区内体系的热力学性质不能用MCR理论描述但MCR理论准确预言了水分子作用体系高温液相区pVT状态方程。     

陶瓷物态方程实验研究

 采用爆轰加载和阻抗匹配法，得到了05-Al₂O₃陶瓷的冲击波速度D和粒子速度u的线性关系为：D=(2.60±0.20)+(1.65±0.09)u（km/s）。根据所得实验结果，利用Born-Meyer势获得了Grüneisen物态方程。     

利用Gordon-Kim模型对NaCl物态方程的研究

 本文对孤立离子Hartree-Fock波函数的数值解出发，直接计算了NaCl晶体中各种离子对的相互作用势。结果表明，对不同的离子对，其短程作用势性质不同。对Na⁺-Cl^-离子对，其短程作用势为正，而对Cl^--Cl^-离子对和Na⁺-Na⁺离子对，对物理上感兴趣的大部分距离范围内，其短程作用势为负。在对以上的离子对势进行了解析拟合后，通过晶格动力学的方法计算了晶体的Grüneisen参数和物态方程，其结果与实验符合程度是令人满意的。     

物态方程的分子动力学研究

 本文讨论了用分子动力学方法研究物态方程的基本思想。用自编的分子动力学程序（三维连续势）对Ar的物态方程作了较详细计算，得到了与实验相一致的结果。     

新型爆轰产物物态方程

 从位力（Virial）理论和相似假设出发，建立了爆轰产物物态方程，命名为VLW物态方程。本物态方程既适用于高压下炸药爆轰性能的计算，也适用于较高压强与中等压强状态下火炮发射药与火箭推进剂燃烧性能的计算。     

一个等温状态方程（Ⅴ）——不同温度的高压状态方程

 本文以NaCl为例，证实了在我们的状态方程体系中，不同温度的状态方程可以认为是在p_x坐标系中不同起点开始的同一状态方程。于是，可由室温状态方程和常压热膨胀的测量数据估计高温状态方程。