极端条件下液体结构和物性的实验研究进展

极端条件下液体(熔体)的结构和物性是凝聚态物理、材料科学和地球科学关注的重要问题之一。由于长程周期性的缺失,液体在极端条件下的结构和物性的实验和理论研究都面临着巨大的挑战。与晶体相比,人们对极端条件下液体的结构和物性的演化规律所知甚少。本文系统介绍了近年来高温高压条件下液体的结构、密度和黏度测量的研究进展,以及取得的重要科学认识,以期对今后极端条件下液体的结构和物性研究起到一定的参考作用。     

极端条件下的金刚石自旋量子传感

极低温、高压强、强磁场等极端条件是发现和调控新奇物态的重要途径.为了能在极端条件下实现灵敏的物性测量,需要发展先进的传感探测方案.基于金刚石氮空位中心的自旋量子传感可实现磁学、电学、力学、热学等物理参数的灵敏测量,而且拥有微纳尺度的空间分辨率和极其宽泛的工作区间,有望成为极端条件下灵敏物性测量的重要工具.本文主要介绍低温、高温、零场、强磁场以及高压强等极端条件下金刚石氮空位中心的光学性质和自旋相干性质,探讨极端条件下金刚石自旋量子传感所面临的机遇和挑战.本文也包含自旋量子传感的基础知识和极端条件下量子传感应用进展.     

高温高压下高能钝感炸药TATB物性及相关实验技术研究进展

1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)作为典型的高能钝感炸药之一,在民用、军工等领域具有重要的研究价值。基于科学挑战专题,分别从实验技术和实验成果两方面详细概述了极端条件下TATB的物性研究进展,系统介绍了课题组自主设计和搭建的光谱测试系统和高温高压仪器装置,以及TATB在高压下的光吸收和结构演化规律。另外,还对低温环境下炸药的结构稳定性、高温环境下炸药的热稳定性以及压力参量对样品化学分解进程和热分解机制的影响进行了阐述和讨论。     

第一届全国低温物性物理学术讨论会在南京召开

第一届全国低温物性物理学术讨论会,简称LTP-1,于1983年11月2-5日在南京召开.管惟炎同志主持会议,并就低温物性研究进展及其重要性作了报告. 由于在低温下物质处在量子力学基态或低激发态,便于实验研究和理论工作的比较.低温下出现宏观尺度的量子效应。同时,分子热运动的减弱也使物质中一些人们了解较少而又较弱的相互作用得以显现.极低温作为一种极端条件为人们打开了新的研究领域.因此,在物理研究中低温物理有着特殊的重要性. 会上交流的论文有50多篇,内容涉及晶态、非晶态、有机固体和量子液体等多种物质,以及低温下的电导、比热、热导…     

金属液体结构与性能研究的新进展

金属液体的结构演化与其性能的关联一直都是凝聚态物理和材料科学领域的研究热点。文章介绍了金属液体结构的研究方法,以及液—液相变、物性参数和易碎性指数与其结构之间的内在关联性等基础科学问题的最新研究进展。随着金属液体结构和性能研究的不断深入,特别是大量先进实验方法的引入,加深了人们对金属液体的认识,同时促进了新材料的开发和性能改善等。     

极端条件下熔体锡和铋的结构演化行为

液体作为物质的基本形态之一，广泛存在于自然界以及诸多工程领域所涉及的宽广热力学状态区间，探索和认知特定热力学条件下液体的结构、性质及其演化规律，无论在物理、化学、地球及行星科学等前沿基础领域，还是在冶金化工、国防安全等工程领域，都具有极其重要的科学与应用价值。在高温高压等极端条件下，即使单组分液体也可能存在两种或两种以上的结构，它们之间的转变称为液-液转变。简要回顾了金属熔体锡和铋在结构方面取得的最新进展，并讨论了如何在物理上更加合理地理解单组分物质中两种或多种液体的存在，为深入理解液体性质及复杂相图提供参考。     

非晶材料与物理近期研究进展

由于结合了金属和玻璃的特性,非晶合金表现出许多新奇和优异的力学和物理性质,在很多领域具有广泛的应用前景.非晶合金具有连续可调的成分、简单无序的原子结构、丰富多变的材料性质,为研究非晶态物理中的许多共性科学问题提供了理想的模型材料.块体非晶合金的发展更是将玻璃和液体及其相关科学问题的研究推进到凝聚态物理和材料科学的研究前沿.中国科学院物理研究所极端条件物理重点实验室亚稳材料合成、结构及性能研究组(EX4组)近二十年来一直致力于非晶材料和物理的研究,在新型非晶合金的制备、物性以及相关机理的研究上取得了许多重要成果.本文介绍团队最近在非晶材料和物理机理方面取得的研究成果,包括非晶合金的动力学行为和调控、非晶合金的表面动力学、功能应用以及材料探索新方法等.     

极端条件下物质磁性的原位测量

温度和压力均是决定物质存在状态的基本热力学要素.低温和高压是现代科学实验最重要的极端条件,为物理、化学、材料和生物等多学科研究提供了新途径,对于发现和认识新现象、揭示新规律具有重要作用.极端条件下物质的磁性研究是极端条件研究的重要分支,不仅给出了物质在极端条件下的磁性变化,而且是研究高温超导体的重要手段.本文阐述了高压下物质磁化率和超导转变温度测量的原理和方法,并简要介绍了设计、搭建的低温高压下物质磁性原位测量系统.利用此系统测量了铁在高压下的磁性转变以及钇钡铜氧样品在高压下的超导转变温度.     

2012—2013年度中国物理学会各项物理奖获奖者工作介绍

1胡刚复物理奖获得者吕力中国科学院物理研究所吕力研究员及其合作者多年来注重发展有特色的低温极端条件实验技术,以此从事小样品、弱信号的物性测量研究,取得不少重要的成绩。主要有:(1)发展了一种能够同时测量细丝状导电样品之热导和比热的3ω方法,为纳米热学研究开创了一条行之有效的新     

爆炸作用驱动液体抛撒初始阶段数值仿真

 针对灭火战斗部引战配合设计,研究爆炸作用驱动液体（水基灭火剂）抛撒初始阶段的特性。依据典型灭火战斗部的结构建立数值仿真模型,采用LS-DYNA软件进行仿真计算,分别获得了加载系数（驱动装药与液体的质量比）对壳体破裂时间和壳体破裂初期液体/空气界面运动速度的影响规律,以及液体/空气界面后续的运动特性。进行了同条件下爆炸驱动水基灭火剂抛撒实验,得到了不同加载系数条件下壳体破裂初期液体/空气界面的运动速度。实验结果与数值仿真结果吻合良好,表明所采用的数值仿真方法具有正确性和有效性,对相关问题的研究具有重要参考价值。     

磁力平衡悬梁式液体界面张力仪的研制

液体界面张力系数是液体的重要物性参数之一,实现液体界面张力系数的精确测量具有重要的应用价值,所以我们以吊环法为基础开发出一套新型液体界面张力仪,该型仪器借助杠杆原理,利用霍尔式位移传感器以及永磁/电磁复合磁悬浮技术,通过对一个单摆式悬梁悬浮状态的监测和控制,将作用于金属吊环上的拉力适度放大并反映为电磁线圈的工作电流,进而实现液体界面张力的电法精确测量.所设计的仪器结构简单、测量精确、重复性好.     

顶置渗透廊土壤强制通风下气液两相流动实验

本文搭建了带顶置渗透廊及强制通风条件下土壤内气液两相流动的可视化实验系统,对气、液在土壤中的流动特性进行了实验研究,测量了不同条件下土壤内的液体流量、液体饱和度等参数。实验结果显示:土壤的结构在多次通水通气后而逐渐趋于稳定,液体流量在通气后会有所降低,而液体饱和度分布则由于受气体流动阻力的影响而变化趋势较为缓慢。     

地球极端环境条件下的五大实验室

正当前,利用极端条件进行科学实验已经成为各国科学家探索研究的重要手段。科学家们在极端条件下开展科学研究,探索新物态、新现象、新规律。近日,国家发展改革委员会立项审批通过的国家重大科技基础设施项目中就包括"综合极端条件实验装置"项目。下面就介绍一下现今世界上五个著名的极端实验室。     

液体定压比热容的理论推算

液体定压比热容的理论推算赵小明，刘志刚，王文，陈钟颀（西安交通大学能源与动力工程学院西安７１００４９）关键词聚集理论，循环，比热容１前言物质的比热容不仅是其重要的热物性参数之一，而且是与物质结构密切相关的特征数据，它对物理学和化学的理论研究及许多化工...     

小分子液体的高温布里渊散射研究

利用金刚石对顶砧技术,采用180°背向散射和60°前向对称散射两种几何配置,对水、氨、二水合氨和甲烷等含氢小分子液体进行了高温高压布里渊散射研究,计算了在室温(296K)和高温(410K)下的声速,比较了不同小分子液体中的声速及绝热体弹模量随压力的变化关系。在等温条件下,各体系中声速随着压力的增加逐渐增加;在相同温度下,甲烷液体的声速随着压力增加的速率明显高于水、氨及二水合氨液体;在相同的温度和压力条件下,水、氨及二水合氨液体的体弹模量明显高于甲烷液体的体弹模量,表明氢键的存在对于小分子液体弹性具有较大影响。二水合氨的体弹模量斜率在1.5GPa左右发生改变,表明液体结构可能发生了改变,并分析了氢键对该体系弹性性质的影响。研究有助于理解其他含氢小分子液体中压力和温度诱导的分子结构变化。     

STAR 飞行时间探测器和反物质氦核的发现

相对论重离子碰撞物理是20 世纪70 年代以来形成的一个新的研究领域, 其内容是研究在极端条件下的核物质形态, 即研究由相对论核- 核碰撞所产生的极端高温、高能量密度下核物质的性质, 寻找和探测新的核物质相。这种研究对人们了解物质更深层次的性质, 对于粒子物理、核物理和有关宇宙形成及演化的研究都有非常重要的意义。     

高能核物理实验国际合作研究近期代表性成果

高能核物理实验的主要物理目标是在极端高温度和能量密度条件下研究核物质新形态?夸克-胶子等离子体的产生及演化特性。深入揭示当前物质世界的深层次结构,以及强核力相互作用在高温、高密多粒子体系中的行为、特性。探寻在此极端条件下的新物理现象。本工作概述我国所参与的主要高能核物理实验国际合作研究项目及其物理目标。介绍我国在国际合作研究中所做出的近期代表性成果,以及我国在该领域研究中的新物理探究方面所取得的典型成就。并对高能核物理下一步的研究发展方向做出展望。     

气-液组合横向射流中气体种类的影响

吸气式旋转爆震发动机中燃料的良好雾化对爆震燃烧的组织极其重要,气-液组合横向射流是其中一种重要的燃料喷注技术。为获取气体种类在超声速来流中对其的影响,通过数值方法对液体射流穿透深度和辅助射流气体分布进行研究。采用Euler-Lagrange方法研究不同气体射流对液体射流的作用规律,结果表明：气体射流通过激波结构降低局部来流动量通量提升液体射流穿透深度,相同的来流条件下气体射流动量通量越大,液体射流穿透深度越高,且主要影响扩张段之前的流场区域,气体种类的变化对于后场液体射流穿透深度和雾化特性几乎无影响。     

应变测量在综合物性测量系统中的拓展与应用

将TDS-102数据采集仪的应变测量模块与综合物性测量系统(Phvsics Property Measurement System,PPMS)提供的极端物理条件相结合,不仅拓宽了材料应变测量环境,而且也实现了极低温(低至1.9 K)和强磁场(大至9 T)条件下材料的应变特性表征.同时,以铁磁性形状记忆合金材料Ni-Co...     

高压下半导体的能谱结构

近年来,在固体物理及其他领域的研究中,愈来愈广泛地运用所谓极端条件,即超高压、深低温、超高真空和强磁场等等. 本文拟讨论高压这种极端条件作为外微扰因素在半导体能谱结构研究中的意义.高压下半导体物理性质及其能谱结构的研究,可以追溯到1935年布里奇曼对高掺杂锗电导率的测量[1].近年来,这方面的研究工作,包括在高压下研究下列一些效应,如电导、霍耳效应,磁阻与温差电现象等电子输运过程,光吸收、光电导和光伏效应,半导体的反射光谱与调制反射光谱,射频、高频及红外波段的介电常数,法拉第旋转,激光辐射及其他辐射复合效应、隧道效应、…