NiO的高压结构和等温状态方程研究

 运用金刚石对顶砧（Diamond Anvil Cell,DAC）技术,以液氩作为传压介质,在最高压力为67 GPa的压力范围内对NiO进行了原位的同步辐射X射线衍射研究。在整个实验过程中,并未发现第一类结构相变,也没有发现T.Sasaki等预测的在60 GPa左右轴比c/a随压力的变化率而突然增大的现象,且此压力范围内NiO的结构畸变程度随压力的变化趋势相比以前的研究结果要平缓一些。用三阶的Brich-Murnaghan方程对实验数据进行拟合,得到的体弹模量及其对压力的一阶导数分别为B₀=195(4) GPa和B₀′=5.3(2)。     

Hg1-xCdxTe在高压下的结构、状态方程与相变

 利用X射线粉末衍射方法,在室温高压下观察到了Hg_1-xCd_xTe（x=0.19）的相变。实验是在DAC高压装置上完成的,压力从0逐步加至10.1 GPa。在常温常压下Hg_1-xCd_xTe（x=0.19）具有闪锌矿结构。从实验结果看到,在压力为3 GPa和6.8～8.3 GPa之间有两个结构相变存在。初步认为,后一个相变与Hg_1-xCd_xTe（x=0.19）的金属化有密切关系。通过计算,得到了它在相变前的状态方程,并且与二元HgTe化合物在相变规律上进行了比较。     

发展中的γ射线天文学

 现代天文学的知识有很多是通过分析天体的电磁辐射得到的,天体的电磁辐射的范围是相当宽阔的,它从无线电波、红外光、可见光、紫外光-直延伸到X射线、γ射线.对天体辐射观测越广,就越能较全面地认识宇宙.所以天文学家总希望把研究领域扩展到所有波段.     

激光驱动高压状态方程实验中的绝对测量方法

 介绍了X射线侧向照相技术和飞片三台阶靶技术,以及利用它们进行激光驱动高压状态方程绝对测量的基本原理和实验的主要结果,并作了一些讨论。     

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。     

室温高压下天然锡石状态方程研究

 利用金刚石压腔同步辐射X射线就位衍射技术,在室温、最高压力达13 GPa条件下,对采自云南个旧锡矿的天然锡石做了X衍射测量。结果表明,在实验压力范围内锡石未发生相变,其晶胞参数随压力增大而逐渐减小。与前人合成锡石实验结果相比,本次实验测定的晶胞参数偏大。由Birch状态方程对实验结果p-V进行最小二乘法拟合,得出锡石的K_T(0)＝228 GPa。分析认为,在天然矿物晶体中,Zr对Sn的类质同象置换是晶胞参数偏大的主要原因。     

高压下纳米锗的状态方程与相变

采用同步辐射能量色散X射线衍射技术和金刚石对顶砧高压装置，对晶粒尺寸分别为13，49，100nm的Ge进行了原位高压X射线衍射实验，最高压力为35GPa. 所得的体弹性模量分别为112，92，88GPa. 可以看出 随着晶粒尺寸的减小，其体弹性模量逐渐升高. 同时由立方金刚石结构转变为四方白锡结构的相变压力亦随之提高，其值分别为16.4，12.4，11.5GPa. 建立了一个描述晶粒尺寸与体弹性模量关系的模型，并用理论公式计算了相变压力随晶粒尺寸的变化. 尽管在数值上存在一定的误差，但理论计算结果成功预示了随着晶粒尺寸的减小，体弹性模量和相变压力增加的趋势，与实验结果相一致.     

天然绿帘石原位高压同步辐射X射线衍射研究

在金刚石压腔高压装置(DAC)上采用同步辐射角度色散X射线衍射技术,在室温、最高压力9.16GPa条件下,对天然绿帘石进行了状态方程研究。在实验压力范围内,未观察到绿帘石发生相变。通过Birch-Murnaghan状态方程,对所获得的实验数据进行了状态方程拟合,获得了天然绿帘石的体弹模量值为116(7)GPa,体弹模量的压力导数值为7.8(8),若将体弹模量的压力导数值固定为4,获得绿帘石的体弹模量值为132(4)GPa。另外,绿帘石存在较为明显的轴向压缩各向异性:c轴方向压缩系数最大,b轴方向压缩系数最小,说明天然绿帘石在c轴方向更易于压缩,而b轴方向最抗压。     

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     

同步辐射X射线光源在高压科学研究中的应用

同步辐射X射线光源已经成功地应用到高压科学研究的诸多领域.文章简要回顾了同步辐射高压技术的发展历史,简要介绍了同步辐射X射线衍射技术在高压状态方程、强关联体系、地球内部物质以及早期生命起源等研究中的应用.介绍了同步辐射X射线光谱技术(包括晶格振动声子谱的测量)在高压研究中的应用,此外,还介绍了时间分辨的同步辐射技术在冲击压缩研究中的应用,最后展望了未来先进光源应用于高压科学研究的前景.     

用Hugoniot数据计算高压状态方程

提出了利用Hugoniot数据、变形Morse势和Grüneisen模型来确定固体材料的高压状态方程的方法。该方法物理意义明确,表达式简洁。用此方法计算Au的高压状态方程,将所得的状态方程与Sesame数据库中Au的状态方程进行比较,发现在密度20~28 g/cm3内两者吻合较好,相对误差在0~10%的范围内,表明运用Hugoniot数据结合Grüneisen模型计算材料的状态方程是很适合的。     

Strength and equation of state of molybdenum triboride under 80 GPa pressure,using radial X-ray diffraction

The strength and equation of state of molybdenum triboride have been determined under nonhydrostatic compression up to 80?GPa, using an angle-dispersive radial X-ray diffraction technique in a diamond anvil cell (DAC). The RXD data yield a bulk modulus and its pressure derivative as K_0?=?342(6)?GPa with K₀′?=?2.11(17) at ψ?=?54.7°. Analysis of diffraction data using the strain theory indicates that the ratio of differential stress to shear modulus (t/G) ranges from 0.002 to 0.050 at pressures of 4–80?GPa. Together with theoretical results on the high pressure shear modulus, our results here show that molybdenum triboride sample under uniaxial compression can support a differential stress of ～10?GPa when it started to yield with plastic deformation at ～30?GPa. In addition, we draw a conclusion that MoB₃ is not a superhard material but a hard material.     

LiH晶体中离子间多体相互作用与高压下状态方程研究

在计算LiH晶体结合能时,将离子间多体关联效应和离子压缩效应当作两个独立的物理机理同时引入晶体能量表达式,未引入可调参数而直接计算电子交换能.结果表明多体交换关联效应对体系的常压和高压特性都具有显著影响.当考虑最邻近和次邻近离子贡献时,等温状态方程的计算结果与实验观测数据在0—90 GPa压力范围相一致. 关键词： LiH晶体 状态方程 多体交换作用     

混合物质高压状态方程的计算

介绍了在温度相同的条件下,混合物中各组元通过密度-压强迭代法,达到温度和压强平衡,再结合叠加原理,编程计算出混合物质状态方程。为验证该程序,对氘氚与氩按不同比例混合时的状态参量进行了分析。当氘氚中含少量氩时,计算得到的状态方程与纯氘氚符合较好;同样地,氩中含少量氘氚时的状态方程也与纯氩的很接近。这说明该程序是可行的。     

Synchrotron X-ray diffraction study of phenacite at high pressure

We report the results of a natural phenacite from 0 to 30.9 GPa using in situ angle-dispersive X-ray diffraction and a diamond anvil cell at the National Synchrotron Light Source, Brookhaven National Laboratory. Over this pressure range, no phase change or disproportionation has been observed. The isothermal equation of state was determined. The values of V₀, K₀, and K₀′ refined with a third-order Birch-Murnaghan equation of state are V₀=1116.1±1.2 ų, K₀=223±9 GPa, and K₀′=5.5±0.8. Furthermore, we confirm that the linear compressibilities (β) along a and c directions of phenacite are elastically isotropic (β_a=1.50×10^-3 and β_c=1.34×10^-3 GPa^-1). Consequently, it can be concluded that the compressibility of phenacite under high pressures has been accurately constrained.     

Equations of state of MgO at high pressure and temperature

Abstract

A synchrotron X-ray diffraction study on MgO has been done at simultaneous high pressure and temperature. The lattice parameter of MgO has been measured up to a static pressure of 6 GPa and a temperature of 1273 K, using a large volume pressure cell and energy-dispersive synchrotron X-ray powder diffraction. The compression was made following six high-temperature isotherms. A Vinet equation of state was used to fit the experimental P-V-T data. The Vinet's model compares very well with the experimental data above the Debye temperature (760 K) and allows the use of MgO as an alternative internal pressure calibrant for experiments at high temperature.     

The first-principle study on the equation of state of HMX under high pressure

The equation of states (EOS) of high energy explosive HMX (octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine) has been studied by using the first principle method. Our results include the lattice constants, elastic constants, and the dependence of total energy and pressure on volume for βand δ-HMX. The calculated elastic constants and the pressure-volume relationship of β-HMX are also compared with the experimental values. The theoretical tensile experiments are implemented on the β-HMX. The atomic-scale ana...     

Thorium: Phase transformations and equation of state to 300 GPa

Abstract

Equation of state and phase transformations of thorium metal have been investigated to 300 GPa at 300 K in a diamond anvil cell using energy dispersive X-ray diffraction employing synchrotron source. Phase transformations in the 70–100 GPa range indicative of 5f-electron bonding are observed and thorium metal is isostructural with its 4f counterpart cerium at ultra high pressures. The measured static equation of state of thorium to 300GPa (volume fraction V/V _o = 0.40) at 300K is given. At high pressures, the sd to f electronic transfer has significant influence on the measured equation of state of thorium.