Hg1-xCdxTe在高压下的电学性质、状态方程与相变

在金刚石压砧装置上,采用电阻和电容测量方法研究了Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ（ｘ＝０．１９,０．２２）在室温下、２０ＧＰａ内的电阻、电容与压力的关系。实验结果表明：它们分别在０．７～１．８ＧＰａ与８．６ＧＰａ左右以及在１．６ＧＰａ左右与８．３ＧＰａ左右发生了两次电子结构相变;分别在２ＧＰａ左右与８．６ＧＰａ以上以及在１．６ＧＰａ左右与８．３ＧＰａ以上发生了两次晶体结构相变。同时,还在活塞－圆筒式ｐ－Ｖ关系     

高温高压下碳的状态方程及相变理论研究

 研究了高温高压下三相碳（石墨、金刚石、液相碳）的状态方程，包括高压下石墨到金刚石的固-固相变以及高温下石墨和金刚石的熔解曲线。计算所得到的金刚石熔解曲线具有正的斜率，石墨-金刚石-液相三相点为4 400 K，14 GPa左右。     

纳米多晶铁的冲击相变研究

利用分子动力学方法研究了不同晶粒度的纳米多晶铁在冲击压缩下的结构相变过程,模拟结果表明:纳米多晶铁的冲击结构相变(由体心立方(bcc)结构 α 相到六角密排(hcp)结构 ε 相)发生的临界冲击应力在15 GPa左右.纳米多晶铁在经过弹性压缩变形后,晶界导致的塑性变形开始发生,然后大多数相变从晶界成核并最终发展为大规模相变.不同变形过程在应力和粒子速度剖面上能得到清晰的体现,并通过微观原子结构分析分辨.冲击压缩后的微观结构以晶界原子和以fcc结构原子充当孪晶界的hcp原子为主.晶粒度明显影响晶界变形及相变 关键词： 冲击相变 纳米多晶铁 冲击波 分子动力学     

铁冲击相变的晶向效应

采用基于火炮加载的三样品精细波剖面对比测量,研究了晶向效应对铁弹-塑性转变及体心立方结构(bcc,α相)至六角密排结构(hcp,ε相)相变特性的影响.观测到单晶铁异常的弹-塑性转变行为,这与基于位错密度描述的黏塑性本构模型计算结果相符,对应的Hugoniot弹性极限δ_(HEL)均大于6 GPa,且具有晶向相关性,即δ(111)/(HEL)δ(110)/(HEL)δ(100)/(HEL);系统获取了相变起始压力P_(PT)晶向相关性的实验数据,[100],[110]和[111]晶向的PPT实测值分别为13.89±0.57 GPa,14.53±0.53 GPa,16.05±0.67 GPa,其变化规律与非平衡分子动力学计算结果相符.上述结果揭示出冲击压缩下单晶铁存在塑性与相变微观机理的强耦合,为完善用于冲击实验描述的相场动力学模型提供了重要的实验支撑.     

CuO在高压下的状态方程、电学性质与相变

 在活塞－圆筒式高压装置上研究了CuO在4.5 GPa内的p-V关系，给出了它的状态方程、格临爱森参数γ₀、体积模量B₀以及B₀的压力导数B₀'。在金刚石压砧装置上，采用我们建立的电阻、电容测量方法研究了CuO在22 GPa内电阻、电容与压力的关系。实验结果表明，CuO的电阻和电容在一些压力下都发生了突然的变化。这些变化可能与CuO内部的电子结构和晶界处的结构状态变化有关。     

动态载荷下铁相变的原子模拟研究进展

铁的α?ε相变是金属高压相变研究领域的经典范例,随着测试技术的进步,其相变机制与动力学研究不断深入,基于激光加载的原位X射线观察结合非平衡分子动力学模拟研究是解决该问题最有效的手段之一。为此,综述了铁在动态载荷下塑性与相变的原子模拟研究进展,综合分析了铁的高压势函数,平面应变加载下晶体的各向异性、冲击强度、应变率、应变梯度、各种初始晶体缺陷等对铁相变机制的影响,以及铁的相变与层裂,同时报道了铁在非平面加载下响应规律研究的最新进展,最后进行了归纳总结和展望。     

铁冲击相变的分子动力学研究

用分子动力学方法模拟了单晶铁(Fe)在一定初始温度下冲击相变(α相→ε相)的微观过程，结果显示温度会导致冲击相变压力阈值降低.基于此微观过程，对加卸载波系的传播规律进行了相应计算和分析，结果表明在卸载过程中逆相变波(ε相→α相)相对于波前以当地纵波声速传播，而相对波后以亚声速传播，这可由卸载压力-密度曲线给出相应解释；计算了不同初态的卸载压力-密度状态曲线，并给出了逆相变带的分布，其分布规律显示了卸载过程逆相变的滞后现象. 关键词： 分子动力学 多体势 冲击波 相变     

铁的冲击相变机制的分子动力学研究

 用分子动力学方法模拟计算了在冲击波加载条件下,单晶铁中的结构相变（由体心立方结构α相到六角密排结构ε相）,相互作用势采用铁的嵌入式原子势（EAM）,单晶铁样品的尺寸为28.7 nm×22.9 nm×22.9 nm,总原子数为1.28×10⁶个。通过推动一个运动活塞对静止靶的作用来产生冲击压缩,加载方向沿单晶铁的[100]晶向。通过对原子位置的追踪,揭示了铁的冲击相变机制,计算结果表明相变机制包括两步：首先是在{011}面上的原子受到沿〈100〉晶向的压缩,使{011}面转化成正六角形密排面;然后是在{011}面上原子沿〈0-11〉晶向的滑移,完成由bcc结构到hcp结构的相变。同时发现滑移面只出现在与冲击波加载方向平行的(011)和(0-11)面上。     

纯铁和铁基合金楔形样品中的冲击相变

2005年，Koflov等对滑移爆轰加载下的楔形纯铁DT-2样品进行了研究，样品仅在斜面部分发生了局部层裂，材料中明显存在不同的几个区域：材料无破坏区域、层裂开始和发展区域、加载表面-高能炸药接触面、满足α-ε相变条件的加载表面邻近区域和初始状态为硼发生高应变率变形的材料区域。但是滑移爆轰加载波系作用非常复杂，无法准确给出各区域宏细观变形破坏所对应的加载应力状态。     

南丹铁陨石冲击绝热线和状态方程的研究

 用二级轻气炮作为加载工具，对南丹铁陨石进行了冲击压缩线测量，压力范围为62~208 GPa。用阻抗匹配法得出的南丹铁陨石冲击波速度D与粒子速度u之间的关系为：D=3.884+1.840u-0.12267u²（km/s），还据此确定了考虑到晶格非谐振项贡献的南丹铁陨石的三项式Grüneisen状态方程。     

高温高压下液态铁的状态方程

基于高温高压下面心立方(FCC)铁的状态方程和熔化温度实验数据,建立了热力学模型计算FCC铁、固-液混合相、液态铁在高温高压下的状态方程.在相同密度和温度下,计算的FCC铁、固-液混合铁、液态铁的压强与实验测量结果较为一致,且计算结果与实验结果平均偏差分别为-1.61 GPa、1.05 GPa、-0.05 GPa.在0～100 GPa压强范围内,当铁完全发生熔化时,随着压强的增大其密度变化由-7.5%下降至2.7%.     

4 GPa压力处理对T8钢在加热过程中固态相变动力学的影响

本文通过差示扫描量热分析(DSC)法测试了经4 GPa压力处理前后, T8钢在加热过程中固态相变温度和转变时间,计算其相变激活能和Avrami指数, 并结合金相组织观察, 探讨了4 GPa压力处理对T8钢在加热过程中固态相变动力学的影响.结果表明: 4 GPa压力处理能使T8钢组织中形成奥氏体的温度向低温移动, 相变时间和Avrami指数减小, 相变激活能增大, 有利于形成尺寸细小的晶粒, 但对其相变机理的影响不大.     

多元醇二元体系固-固相变机理的研究

多元醇在一定温度下发生固-固相变,大量文献都报道了它们的固-固相变焓、相变温度以及相图.本文以红外光谱测试结果以及量热实验结果为基础,探讨了新戊二醇/季戊四醇二元体系的固-固相变焓与氢键的关系:二元体系中部分分子间氢键变弱,变弱的氢键更易于断裂;温度上升到一定值,新戊二醇在季戊四醇中的相向塑性晶体相相变时保留下来的氢键断裂,形成二元体系的量热曲线的第二个吸收峰;高新戊二醇浓度的二元体系,可能保留下来的氢键数量少,第二个吸收峰对应的焓值小,但保留的氢键受新戊二醇影响更大,第二个吸收峰对应的温度更低.     

Cd1-xZnxTe在高压下的电学性质、状态方程与相变

 在金刚石压砧装置上,采用电阻和电容测量方法研究了Cd_1-xZn_xTe（x=0.04）在室温下、17 GPa内的电阻、电容与压力的关系。实验结果表明,它在3.1 GPa左右和5 GPa左右发生了两次电子结构相变,而在3.1 GPa以上和5.7 GPa左右发生了两次晶体结构相变。同时,还在活塞-圆筒测量装置上研究了Cd_1-xZn_xTe（x=0.04）在室温下、4.5 GPa内的p-V关系。实验结果表明它在3.8 GPa左右发生了相变。本工作还给出了它在相变前后的状态方程,以及它的Grüneisen参数γ₀、体弹模量B₀ 与B₀ 的压力导数B₀′。     

α铁冲击相变的离散元方法

利用离散元方法结合基于无扩散相变的两相模型、热力学相容的自由能函数与有限速率相变动力学方程,模拟α铁的冲击相变过程.得到铁的相边界、冲击Hugoniot关系及自由面速度剖面,并对不同冲击压力下加卸载过程的波系传播和相互作用过程进行分析,获得了加卸载波速特征.     

Hg1－xCdxTe在高压下的电学性质、状态方程与相变

在金刚石压砧装置上,采用电阻和电容测量方法研究了Hg     

50 GPa下NiO等温状态方程的高压X光研究

 本文采用在位的（in situ）高压X光衍射方法研究了近50 GPa和室温下三方结构NiO的等温压缩行为，并用Murnaghan状态方程对实验值进行了最小二乘法拟合，得到的NiO室温状态方程的相应参量分别为：B₀=223 GPa，B₀'=4.21。在室温压力范围内没有观察到第一类结构相变。NiO在六方指标下的轴比c/a随压力的变化在实验压力范围内可用c/a=2.450~1.569×10^-3（GPa）近似描述。     

PbTiO3在压力下的异常相变和极强压电效应

运用第一性原理计算预言了在一纯化合物中可由压力诱导出顺序为四方晶－单斜体－菱形体－立方体的新的相变,而且存在有变形相界面.在相变区有可与在复杂的单晶固溶体压电材料,如人们期待在机电应用方面引起革命性变化的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3可比的,极大的介电和压电耦合常数.我们的结果表明变形相界面和巨压电效应并不需要内禀的无序,并打开了在简单系统中研究这一效应的可能性.     

斜波压缩下锡的相变动力学特性

利用磁驱动加载装置(CQ-4)和高精度速度测试装置(DPV),开展了斜波加载下锡的动态压缩实验。实验结果表明:锡在加载阶段经历了弹塑性转变和相变等物理过程,相变压力约为7.5 GPa。β–γ相变对应的特征速度随着锡厚度的增加,从676.3 m/s减小到636.8 m/s,对应的压力从7.62 GPa降低到7.11 GPa。结合Hayes多相状态方程和非平衡相变动力学模型,对锡的斜波压缩实验过程进行了模拟,数值计算结果可以较好地描述锡在加载阶段的弹塑性转变和相变等物理过程。讨论了体模量在不同热力学过程中的物理形式,计算结果显示,斜波压缩过程需考虑压力对体模量的修正。分析了相变弛豫时间、体模量等典型物理参数对速度波形的影响,结果表明,相变弛豫时间和各相初始自由能主要影响混合区部分速度波形,γ相的体模量参数只影响相变后的速度波形,β相的体模量参数会影响整体速度波形。