一种以压力一维均匀分布为特征的长条形对顶压砧

针对圆形端面平面对顶压砧装置中压力梯度大的问题, 本文设计了一种长条形端面的平面对顶压砧, 相应的封垫也改为长条形. 原理分析表明: 这种压砧可在沿长条形中心线的狭长区域内产生均匀分布的高压力. 本文采用长20 mm宽5 mm长条形端面的硬质合金压砧配合叶腊石封垫进行压力标定, 实验结果显示: 这种装置可产生10 GPa以上的高压, 在长条形中心线上至少12 mm长度范围内的不同位置上产生的压力基本一致, 在2.55 GPa压力时测量偏差小于2.0%, 在7.7 GPa时测量偏差小于3.6%. 这种特点很有利于对细长样品进行精确的高压物性测量.     

金刚石对顶砧高压显微光谱系统

一、引 言 金刚石对顶砧高压装置是高压下光学研究的一个有力工具.参照B.Welber等人的装置,我们组装了一套金刚石对顶砧高压显微光谱系统,该系统可用于高压下的吸收和发射光谱测量.由最初的几个实验结果来看,它的性能是可靠的.例如,我们利用该系统测量了非晶态As2S3薄膜样品在0     

金刚石对顶砧原位电导率测量系统

 在金刚石对顶砧中进行原位高温高压电阻测量时,由于受到绝热层的限制,从而达不到理想的温度条件。采用普通的粉末绝热材料,会给电极的引入造成很大困难,而且不规则的电阻丝使电阻测量很难精确量化。利用溅射镀膜方法,在对顶砧的砧面上镀氧化铝膜作绝热层,溅射的金属钼膜作电极材料,成功地完成了高温高压条件下原位电阻的测量。利用此装置,测量了铁镁硅酸盐(Mg_0.875,Fe_0.125)₂SiO₄在高温高压环境下（31~35 GPa,1 500~3 400 K）的电导率,得到了样品的导电粒子激活能,发现其激活能随着压强的升高而增大,与低压低温（小于15 GPa,低于1 200 K）条件相比,其激活体积和激活能都明显减小。     

外加热型金刚石对顶压砧高压装置及高温下的压力测量

 本文报导了一种外加热型金刚石对顶压砧装置的高温高压技术，装置的压力可达20 GPa，温度可达350 ℃。采用本装置对六角结构的α-LiIO₃进行了高温高压X射线衍射实验，获得的四方结构高压相与用淬火卸压所得的ε相结构一致；建立了高温下的红宝石测试技术。发现可以根据由此法测定的Δγ_p-T曲线初步判别样品是否存在伴随有体积变化的结构相变，并可估计出该相变的压力、温度范围及相变造成的压力下降值。     

电驱动金刚石对顶砧低温连续加压装置

采用电驱动压电陶瓷取代传统机械螺丝给金刚石对顶砧施加压力,设计制备了低温下可连续增加流体静压的金刚石对顶砧压力装置,实现了低温(19±1)K连续加压达到4.41 GPa.该装置具有电驱动方便灵活、调谐精度高的低温连续加压功能.利用该装置实现了InAs单量子点发光与微腔腔模的共振耦合调谐过程.该装置将在原位压力精确调谐及测量样品信号跟踪等实验得到应用.     

基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量

研制了一种基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量装置。该装置由金刚石对顶砧、显微镜和CCD探测器构成,利用红宝石荧光标定压力,通过落球法可简单方便地实现不同压力下液体黏度的测量。利用该装置,测量了高压下丙三醇的黏度,测量结果与已发表的实验数据吻合得很好,验证了测量装置的可靠性。     

基于金刚石对顶砧的高压原位阻抗谱测量

借助薄膜集成技术,阻抗谱测量方法被应用到金刚石对顶砧压机上. 通过对电极构型的改进和组装方法的优化,实现了对ZnS样品高压下原位阻抗谱的测量,实验压力达到30 GPa. 实验结果显示,平行板构型的电极能够获得完整的阻抗谱. ZnS在压力作用下发生的结构相变,引起了电输运性质的变化,而这个变化,能够清晰地在阻抗谱测量中反映出来.     

杠杆式金刚石对顶砧高压装置的压力校正

一、前言早在三十年代,已经有人开始进行高压下Ｘ射线衍射技术的研究［１］．随着高压技术的不断发展,实验方法也不断更新,压力范围不断扩大．六十年代初,人们开始应用金刚石对顶砧进行Ｘ射线衍射实验［２,３］．到了七十年代,这方面的技术有很大的发展,压力可达几十万大气压［４,５］。对金刚石对顶砧超高压装置进行压力标定,是个普遍关心的问题．在这方面,国际上已进行了许多工作．Ｄｅｃｋｅｒ［６］研究的ＮａＣ?...     

基于金刚石对顶砧的高压下原位阻抗谱测量

借助薄膜集成技术,阻抗谱测量方法被应用到金刚石对顶砧压机上.通过对电极构型的改进和组装方法的优化,实现了对ZnS样品高压下原位阻抗谱的测量,实验压力达到30 GPa.实验结果显示,平行板构型的电极能够获得完整的阻抗谱.ZnS在压力作用下发生的结构相变,引起了电输运性质的变化,而这个变化,能够清晰地在阻抗谱测量中反映出来.     

基于集成技术的金刚石对顶砧原位电学量测量

 金刚石对顶砧是应用最多的高压装置,能够产生超过400 GPa的超高压力,借助激光加温,还可以加载6 000 K的高温。近20年来,基于金刚石对顶砧的微小测量电路集成技术的突破,带动了高压原位电学量测量技术的发展,使常压下能够测量的电学量大部分都能在金刚石对顶砧中的高压环境下实现。全面回顾了基于集成技术的金刚石对顶砧高压原位电学量测量技术的发展历程,介绍了最新的技术进展。     

压电驱动金刚石对顶砧加压装置的研制和应用

金刚石对顶砧加压装置广泛用于物理、化学、材料等许多科学领域。自Bridgman发明金属对顶砧及随后发展金刚石对顶砧以来,对顶砧装置设计和加压技术得到不断发展。文章介绍采用压电驱动金刚石对顶砧来产生高压,实现低温20 K下原位连续加压,连续加压范围约2—4 GPa。该加压装置具有体积小、操作方便,可装在小型低温恒温器中使用等优点。     

高压下碳化钨压砧走时的测量

 在常温、实验压力为0～3 GPa条件下,利用脉冲反射法测量了纵波在碳化钨压钻中的走时,结果发现,随实验压力升高,碳化钨压砧的走时线性减少。碳化钨压砧被压缩是引起碳化钨压砧的走时减少的主要原因。实验压力（p/GPa）与碳化钨压砧走时减少量（Δt/μs）之间的关系为：Δt=(0.022 33±0.000 81)p。运用这个关系式可以对所测量的岩石弹性波速度进行校正,以获得更为精确的岩石弹性波速度。     

基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量北大核心CSCD

研制了一种基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量装置。该装置由金刚石对顶砧、显微镜和CCD探测器构成,利用红宝石荧光标定压力,通过落球法可简单方便地实现不同压力下液体黏度的测量。利用该装置,测量了高压下丙三醇的黏度,测量结果与已发表的实验数据吻合得很好,验证了测量装置的可靠性。     

金刚石对顶砧中触点位置误差对样品电阻率测量精度的影响

利用有限元分析方法,研究了金刚石对顶砧中电极与样品接触点位置变化对范德堡法测量样品电阻率精度的影响.结果表明:当电极中心与样品边缘的间距b≤d/9(d为样品直径)时能得到精确的电阻率测量结果;当电极位置远离样品边缘而逐渐接近样品中心时,其位置变化对电阻率测量精度的影响迅速增大;相同的电极位置变化对具有较大电阻率的半导体样品电阻率测量精度的影响更明显. 关键词： 电阻率 有限元方法 金刚石对顶砧     

金刚石压砧内单轴应力场对物质状态方程测量的影响

金刚石压砧的几何结构使得在高压下封垫内的样品通常处于单轴应力场中：压砧轴向加载应力最大,径向应力最小.由于金刚石压砧内非静水压单轴应力场的影响,用传统的高压原位X射线衍射方法测得的物质压缩曲线一般位于理想静水压压缩曲线之上.利用金刚石压砧径向X射线衍射技术以及晶格应变理论,结合最近的钨、金刚石和硼六氧样品的高压原位同步辐射径向X射线衍射实验结果,从宏观差应力、样品强度、标压物质和待测物质强度的关系三个方面分析讨论了金刚石压砧内单轴应力场对物质状态方程测量的影响及解决方案. 关键词： 金刚石压砧 单轴应力场 高压原位X射线衍射 状态方程     

超高压碳化钨顶砧新结构的设计与研究

基于高压顶砧设计原理——大质量支撑原理,借助有限元仿真技术,开展了一体式超高压碳化钨顶砧新结构的设计与研究工作。研究结果表明,采用圆角技术以及凹形支撑区技术,设计出的新结构顶砧能够降低传统碳化钨顶砧拐角处的应力集中效应,同时为碳化钨顶砧提供足够的侧向支撑作用,从而大幅提高顶砧的性能;一体式超高压碳化钨顶砧的传压效率较传统顶砧升高58.5%、破裂几率较传统顶砧降低33%、获得的极限腔体压力较传统顶砧升高44.2%,达到9.56GPa。为大腔体、超高压环境下物质新结构与性质研究、新型功能材料的设计与合成研究提供了一种易于操作的可行性方案。     

复合型多晶金刚石末级压砧的制备并标定六面顶压机6-8型压腔压力至35GPa

通过分析二级6-8型大腔体静高压装置八面体压腔的受力状况, 研制了一种使用成本低、尺寸大且易于加工的多晶金刚石-硬质合金复合二级(末级)顶锤(压砧). 采用原位电阻测量观测Zr在高压下相变(α-ω, 7.96 GPa; ω-β, 34.5 GPa)的方法, 标定了由多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧构建的5.5/1.5(传压介质边长/二级顶锤锤面边长, 单位: mm)组装的腔体压力. 实验表明, 自行研制的多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面顶压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20 GPa提高到35 GPa以上, 拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围. 应用这一技术, 我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化, 在基于国产六面顶压机的二级6-8 型大腔体静高压装置压腔中产生超过50 GPa的高压. 关键词： 二级6-8型大腔体静高压装置 多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧 压力标定     

力学结构及末级压砧硬度对八面体压腔高压发生效率的影响

针对大腔体静高压装置中的多级八面体压腔,分析了两种不同加载结构的力的传递, 建立了高压发生效率的力学关系.室温下,采用定点标压法(Bi, ZnTe, ZnS, GaAs)分别标定了14/8, 12/6和10/4三种二级6-8型大腔体静高压组装的腔体压力, 定量地讨论了力学结构和末级压砧硬度对八面体压腔高压发生效率的影响. 实验结果表明,力学结构和末级压砧硬度都是影响高压发生效率的重要因素, 且力学结构对高压发生效率的影响更大.其中,腔体的几何结构越大,高压发生效率越高; 6-8型加载结构的高压发生效率高于2-6-8型加载结构;在八面体压腔内的压力接近末级压砧的维氏硬度时, 末级压砧硬度越大,高压发生效率越高,所能获得的腔体压力越大.     

低温下使用的金刚石对顶砧高压盒和显微光谱系统

自Bridgeman发明套筒活塞高压装置以来,特别是引入金刚石压砧后,高压物理学发展迅速。这种金刚石对顶砧压力盒,简称为DAC,为研究高压下材料的光学性质提供了极大的方便。为进行高压低温研究,目前国内都是将压机浸入液氮中,或向DAC喷浇液氮。这样只能在77K恒温,且必须取出压机后才能加压。