液体氦-3的热导率性质

揭示了低温流体~3He的热导率在液态区随温度和压力两个状态参数变化的反常规律。综合该反常规律以及热导率在临界点附近的突变特性,首次提出了~3He在0.003 K至临界温度3.3157 K温区内完整的饱和线热导率方程以及压力高至20 MPa的压缩液相区热导率方程。方程计算值与实验数据相对偏差小于±1.5%,与高精度实验数据偏差小于±0.4%,并且在极低温条件下光滑过渡为由量子理论预测的理论极限.     

采用常规状态方程计算氦-3热力性质的可行性研究

3He作为一种特殊的工质在低温工程、基础物理学和空间技术等领域获得重要应用,这些应用需要可靠的3He热力学性质数据。但是目前没有适用于3He的宽范围状态方程。不仅如此,而且有关的热物性实验数据也十分稀缺,这给应用3He的研究人员带来了困难。本文基于全面收集和整理有关3He的各类数据,通过编写计算机程序,考察了五种常用的状态方程(理想气体状态方程,范德瓦尔方程,RK方程,RKS方程和PR方程)用于计算3He在4K~100K温区定压下比容-温度关系的可行性,并将计算结果与实验数据进行了比较。这些比较结果将为3He状态方程的研究提供有价值的参考。     

利用量子对应态原理预测氦-3 p-v-T性质

利用量子对应态原理与Ne,4He的实验数据预测了3He的p-v-T性质。结果表明,在12-20K温区内,压力的计算值与Gibbons实验数据的平均相对误差是2.008%,最大误差是9.131%;在20-60K温区内,压力的计算值与Gibbons实验数据的平均相对误差是1.692%,最大误差是2.276%。获得了比较满意的预测结果。     

饱和液体氦-3的粘度性质

文中揭示了低温液态氦-3在其饱和蒸气压下粘度随温度状态参数变化的反常规律,首次提出了3He在0.003K至其临界温度3.3157K温区内完整的气液相平衡曲线粘度方程。该方程计算值与高精度实验数据偏差小于±0.7%,并且在极低温条件下光滑过渡为由量子理论预测的理论极限。这项工作是研究氦-3在整个温度和压力区间上粘度性质行为特性的起点,不仅是构建全区间粘度方程的重要边界,而且对于理解费米-狄拉克量子统计规律在低温下的作用规律具有指导意义。     

氦-3状态方程研究进展第二部分:正常液相区和气体区以及全区间状态方程

宽温度和压力范围的3He详细热力性质数据对进行极低温基础科学研究和制冷特性研究是至关重要的.但至今尚缺乏一个热力学统一的解析形式状态方程,来准确描述1K左右到室温300K大温区的3He热力学性质.在收集和整理各类研究3He热力性质文献的基础上,总结了正常液相区和气体区以及全区间3He状态方程的研究状态,这项工作不仅能为关心3He局部区域性质的研究人员提供总结,而且可为今后开发宽范围的3He热力学状态方程提供参考.     

氦-3状态方程研究进展第一部分:固-液、气-液饱和线以及临界区状态方程

宽温度和压力范围内的3He详细热力参数数据对进行极低温基础科学研究和制冷特性研究是至关重要的,但至今尚缺乏一个热力学统一的解析形式状态方程来准确描述1K左右到室温300K温区的3He热力学性质.在收集和整理各类研究3He热力性质文献的基础上,总结了3He固-液、气-液饱和线以及临界区状态方程的研究状况.这项工作不仅能为关心3He局部区域性质的研究人员提供总结,而且可为今后开发宽范围的3He热力学状态方程提供参考.     

铁高压熔化线的测量——熔化机理的影响

 铁的高压熔化线是高压物理和地球物理研究领域的一个重要课题。就目前的研究成果来看,存在一个公认的问题：静高压实验测得的熔化温度系统地低于来自动态加载实验的熔化数据——在核-幔边界压力下（330 GPa）,动压数据比静压数据高了近一倍（3 000 K）。从熔化相变的物理理论出发,对目前铁高压熔化线实验研究中的实验手段进行评述,并应用有关熔化相变理论的研究成果,对这一重要而未澄清的事实进行初步的探讨。结果表明：在目前铁高压熔化线的实验研究中,计及预熔化和冲击过热在静压和动压实验中对铁熔化温度的影响,可以得到相对自洽的实验结果。这一结果表明,地球核-幔边界压力下铁的熔化温度为3 850 K,外推可以得到铁在内核-外核边界压力下的熔化温度为6 000 K,核心压力下的熔化温度为6 300 K。这一结果还表明,地球液态外核的温度在3 500～5 100 K之间,与Anderson（1998）等推荐的数据一致。     

高密度流体He+H_2混合物物态方程研究

选择高密度流体He +H2 混合物作为研究对象 ,用Ree混合规则和vanderWaals单组分流体变分微扰理论加量子力学一级修正模型编制计算程序。作为对计算模型及其程序的检验 ,首先用已有的α exp 6优化势参数 ,计算了T =30 0K的He +H2 混合物的等温相平衡线 ,得到了与实验值和分子动力学 (MD)数值模拟一致的结果 ,然后进一步计算了 0～ 60GPa和 5 0～ 70 0 0K压力温度范围内的流体He+H2 混合物 (He∶H2 分别为 1∶1、1∶3、3∶1摩尔比 )的高压物态方程。与Monte Carlo模拟数据所进行的比较表明 ,在低温下 ,量子力学修正对热力学量的计算是重要的     

高压下MgO熔化特性的分子动力学模拟

利用分子动力学方法,模拟研究了高压下MgO的熔化特性．通过晶体的现代熔化理论,对MgO的分子动力学模拟熔化温度进行了修正,得到了高温高压下MgO的熔化温度．计算得到的MgO熔化曲线和已有的实验及其它理论结果在0-135 GPa进行了比较,发现修正得到的MgO熔化温度和由Lindemann熔化方程及两相方法得到的结果在压力低于15 GPa时符合很好．同时,MgO熔化模拟有效解释了一阶相变分子动力学过程中出现的过热熔化现象．     

Al、Cu、Ta高压熔化曲线的理论计算

由位错熔化理论和不同的静高压实验数据优化的体模量(B0)、剪切模量(G0)及它们对压力的一阶偏导数(B′0、G′0)值计算了Al、Cu、Ta的高压熔化曲线.理论计算的Al、Cu高压熔化曲线与静、动高压实验值较为吻合,Ta的理论高压熔化曲线与动高压实验结果一致,但与静高压实验结果相差较大.     

下地幔条件下钙钛矿结构MgSiO3熔化行为的研究

利用分子动力学方法结合有效的对势,模拟了下地幔条件下钙钛矿结构MgSiO3的熔化曲线．研究表明,分子动力学模拟结果精确地再现了广泛压强范围内钙钛矿结构MgSiO3的状态方程,并且熔化曲线与最新的实验结果也符合的很好．在压强上升到下地幔压强范围内,压强低于60 GPa时的钙钛矿结构MgSiO3熔化曲线比较陡,接着变得平缓．在核幔边界压强135 GPa时,钙钛矿结构MgSiO3的熔化温度是6500 K,明显低于Zerr和Boehler实验结果的外推结果．     

Solidification of 3He in a porous glass

NMR relaxation measurements of ³He in porous high silica glass within a temperature range of 0.5 to 4.2 K at various applied pressures up to 14.6 MPa are reported. The onset of solidification of ³He in the pores was observed at excess pressures ≈ 2.3?4.7 MPa above the bulk melting pressure between 1.3 and 2.1 K. The specific heat of ³He in the porous glass was measured to supplement the NMR measurements and the result confirmed the solidification.     

Differential thermal analysis at high pressures— VIII: Phase behaviour of solid cyclopentanone,cyclopentanol, and cyclohexanone up to 3 KBAR

The phase behaviour of solid cyclopentanone, cyclopentanol, and cyclohexanone was investigated from 80 K to the melting temperature and up to 3 Kbar, using a low-temperature high-pressure differential thermal analysis apparatus. The melting temperature of cyclopentanone rises from 221.7 K at atmospheric pressure to 278 K at 2900 bar. No solid solid transition was observed. The melting temperature of cyclohexanone rises from 242.4 K at atmospheric pressure to 312 K at 2840 bar. Its well-known solid solid transition at atmospheric pressure (220.3 K) splits into two different solid solid transitions at elevated pressures. The melting temperature of cyclopentanol rises from 256 K at atmospheric pressure to 328 K at 2600 bar. Cyclopentanol exhibits two well-known solid solid transitions (236.4 K and 202.5 K at 1 atm), but an additional metastable form has been observed in the present work. the transition temperature being 195 K at 1 atm. Volume changes accompanying the phase transitions have been calculated using the Clausius Clapeyron equation.     

Equation of state of solid 3He

We present results of diffusion Monte Carlo calculations for the bcc and hcp phases of solid 3He, using a recent ab initio interatomic potential, including two- and three-body terms. This potential is found to yield an equation of state for condensed 4He in excellent agreement with experiment, in a wide density range. For 3He, we find a systematic discrepancy, worth 0.7 K, between our computed equation of state and a commonly accepted experimental one. We attribute such a discrepancy to an improper choice of reference energy in the determination of the experimental equation of state.     

Phase transitions in poly(ethylene oxide) and polystyrene at high pressure

Abstract

The temperature and enthalpy of melting for poly(ethy1ene oxide) have, for the first time, been studied as a fuction of pressure up to 1 GPa by means of differential scanning calorimetry. The initial increase of the temperature of melting with increasing pressure is 64 K/GPa, whereas the enthalpy decreases by 40% in the 1 GPa pressure range. Using Clausius-Clapeyrons equation the volume change on melting is estimated to be 1.5 cm³/mol. The glass transition temperature T_g for polystyrene has also been studied by the same technique for pressures up to 0.1 GPa. The measurements show that T_g increases with increasing pressure by 250 K/GPa.     

Melting and isothermal bulk modulus of the rocksalt phase of ZnO with molecular dynamics simulation

The Buckingham potential has been employed to simulate the melting of the rocksalt phase of ZnO over a wide pressure–temperature range and isothermal bulk modulus with shell model molecular dynamics method. The melting curve from molecular dynamics simulations is in good agreement with the results obtained from Lindemann melting equation in the pressure below 7 GPa. The calculated null compression bulk modulus is compared with the available experimental data and other theoretical results. At extended temperature ranges, the isothermal bulk modulus has also been predicted up to 3000 K.