氨基酸DLH及其稀土镧配合物的高压红外和拉曼光谱研究

测定了DL-2-氨基-4-磺酸基-丁酸 [DLH, DL-Homocysteic acid, (NH+₃)-CH(COOH)-(CH₂)₂-SO-₃] 及其稀土La配合物[La(DLH)₂Cl₃·H₂O=LaL₂]在不同压力下的红外和拉曼光谱。DLH 在50 kbar左右压力以下存在两个压力诱导相转变区,它们分别在17和37 kbar左右,两者均为二级相转变,认为分子间氢键的存在是出现两个压力诱导相转变区的原因。在红外光谱中,SO-₃的对称伸缩振动的压力灵敏度(dν/dp)表现出与其他振动模式不同的变化趋势,它们在低压相区的平均压力灵敏度为0.30 cm-1·(kbar)-1、中压相区为0.32 cm-1·(kbar)-1、高压相区为0.41 cm-1·(kbar)-1,低压相区与高压相区的比值为0.72, 而其他振动模式刚好相反,低压相区与高压相区的比值为4.8。稀土La配合物LaL₂的生成,改变了分子间的氢键,在50 kbar左右压力以下只观察到1个压力诱导相转变区(27 kbar附近)。在红外光谱中,配合物LaL₂中SO-₃的反对称伸缩振动的压力灵敏度(dν/dp)也表现出与其他振动模式不同的变化趋势,它们在低压相区的平均压力灵敏度与高压相区的平均压力灵敏度的比值为0.43, 而其他振动模式的比值为2.5。     

常温高压条件下硬石膏相变的原位拉曼光谱研究

硬石膏（CaSO₄）是地球上分布最广的硫酸盐矿物之一,为研究硬石膏向高压硬石膏转变的压力条件和相变机理、确定硬石膏拉曼光谱压标的适用范围,实验结合水热金刚石压腔和激光拉曼光谱实验技术,研究了常温高压条件下硬石膏的相变过程以及硬石膏和高压硬石膏的拉曼光谱特征。实验结果显示,常温条件下硬石膏向高压硬石膏发生相变的压力在2.3 GPa左右,但是该相变压力在增压和降压过程中存在较大差异,表明硬石膏与高压硬石膏的转变过程存在明显滞后性,证实了该相变过程属于重建型相变。由于重建型相变的控制因素除了温度和压力之外,还包括相变的速率以及矿物结构的亚稳定性等,从而很好地解释了不同实验者获得的硬石膏与高压硬石膏的相变压力之间存在的巨大差异。与硬石膏相比,高压硬石膏的拉曼光谱特征表现为SO₄对称伸缩振动（ν₁）从1 128.28 cm-1突然下降至1 024.39 cm-1,同时对称弯曲振动（ν₂）分裂为441,459和494 cm-1三个峰,反对称伸缩振动（ν₃）分裂为1 136,1 148,1 158和1 173 cm-1四个峰,反对称弯曲振动（ν₄）也分裂为598,616,646和671 cm-1四个峰,可以作为判定硬石膏进入高压相态的有效标志。与硬石膏相比,高压硬石膏SO₄振动产生的拉曼峰数量更多、强度更低,表明影响SO₄振动的原子更多、分布更加复杂,这与高压硬石膏晶体结构（独居石结构,单斜晶系）的对称性比硬石膏（斜方晶系）更低相吻合。在硬石膏结构稳定的压力范围内（常压至2.3 GPa）,硬石膏SO₄拉曼振动中除了ν_2,416的振动频率变化不显著以外,其余振动均随着压力的升高以稳定的速率向高波数方向移动,同时谱峰的强度、形态和半高宽没有明显改变,从而保证了不同压力下硬石膏的拉曼峰具有一致的拟合误差和压力标定精度。同时,还通过方解石ν_{1,1 085}拉曼峰随压力的变化速率、方解石向CaCO₃-Ⅱ以及CaCO₃-Ⅱ向CaCO₃-Ⅲ的相变压力对硬石膏压力标定结果进行检验,确定了硬石膏压标的可靠性。     

一种高密度玻璃的多形性高压相变和物态方程研究

在二级轻气炮上用无氧铜飞片直接撞击重玻璃平板样品(密度为4.817 g/cm³,材料牌号:ZF6)开展了冲击压缩实验研究,压力范围为52.1—167.8 GPa,并采用多通道瞬态辐射高温计和光分析技术测量了其雨贡纽线、高压声速和冲击波温度等动态特性.实验结果显示,上述性质在三个不同压力区间出现不连续性变化,表明冲击压缩下该样品材料存在多形性高压相变,相变起始压力分别为23,78和120 GPa.实测声速先是随冲击压力的增高而增加,并在78 GPa附近出现急剧下降,之后又随压力增长,并在120 GPa之后下降到体波声速,表明材料进入高压熔化相.温度数据同样在78和120 GPa处出现明显的不连续变化,并在120 GPa之后变化趋于平缓与计算的Lindeman熔化线相符,进一步印证了上述相变行为.实测雨贡纽数据与LASL数据库中的重玻璃数据相符,结果显示除23 GPa附近有一明显的突变外,高压区数据几近线性变化,表明重玻璃的两个高压相变均为二级相变.本文报道的重玻璃材料高压物性数据和序列相变认识对于发展反向加载技术、提高材料声速测量精度和适用压力范围具有实用价值. 关键词： 重玻璃 冲击温度 卸载声速 冲击相变     

辉石结构与相变的第一性原理研究

利用第一性原理方法研究了Mg端员辉石(MgSiO3)低压相(Pbca、P2_1/c)和高压相(C2/c、P2_1ca)在不同压力下(0~30GPa)的结构。首先计算得到了不同压力下各相的晶胞体积,并由状态方程拟合得到了体积模量,结果显示在零温零压条件下Pbca和P2_1/c(低压单斜相)的体积模量相近,C2/c的体积模量最大(比Pbca的大3%),而P2_1ca作为高压相其体积模量却比Pbca小很多。其次分析了Mg端员辉石3个轴向的压缩性,发现C2/c相的c轴比a轴难压缩,与前人研究的透辉石(MgCaSi2O6)的表现相反。P2_1/c、C2/c、P2_1ca的链角随着压力的增大而减小;Pbca其中一种链角的变化趋势和其他3个相一样,而另一种链角先随着压力的增大而减小,在达到7GPa后开始增大,可能表示相的不稳定或开始相变。最后通过研究不同相之间的焓值差,讨论了Mg端员辉石在低温高压下可能存在的相变情况。     

二维层状材料FePSe3的高压物性

FePSe₃在高压下会出现半导体到金属的转变、超导电性以及高自旋到低自旋的转变等多种有趣的物理现象，但目前对其在高压下的晶体结构分析仍以理论研究为主，结构的不确定阻碍了对其物理性质的深入研究。为此，利用金刚石对顶砧结合高压拉曼光谱、高压同步辐射X射线衍射以及高压电输运测量，对FePSe₃在高压下的行为进行了研究。结果表明，FePSe₃在低于60.0 GPa的压力范围内经历了3次结构相变，完成了LP—HP1—HP2—HP3的转变。首次在实验上观测到FePSe₃的高压新相HP2和HP3，并给出其可能的空间对称群。HP2相和HP3相具有超导电性，超导温度随压力的升高而降低，致使超导相图呈现“穹顶”状。研究结果为进一步厘清FePSe₃的压致相变行为提供了重要的实验支撑。     

高压下Nb3Sn单晶的超导相转变

研究高压下Nb₃Sn单晶的超导相转变行为对探究力学变形诱导的材料超导性能弱化机理有重要意义。通过分子动力学模拟研究了Nb₃Sn单晶在高压下的原子尺度变形和晶体结构变化,在此基础上,建立了高压下Nb₃Sn单晶的超导相转变模型,模型预测结果与实验观测结果吻合较好。结果表明:静水压作用下,Nb₃Sn单晶体发生了明显的晶格畸变,但晶体结构保持完整;压力诱导的费米面上电子态密度的变化在高压下Nb₃Sn单晶体超导相转变中起主导作用。所得研究结果为研究高压下Nb₃Sn多晶体以及复合多晶体的相转变行为奠定了基础,同时有助于进一步认识Nb₃Sn材料超导性能的弱化机理。     

基于铰链式六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置

报道了一种新型二级6-8型大腔体静高压装置.该装置是以国产DS6×800T铰链式六面顶压机为构架,在其六面体压腔中直接放入二级6-8模(球分割)增压装置以产生10GPa以上的压力,还实验了不同规格的预密封边和不同密度的叶蜡石对压力产生效率的影响,在室温下用BiⅠ-Ⅱ(2.55GPa),Ⅲ-Ⅴ(7.7GPa)和SnⅠ-Ⅱ(9.4GPa)在高压下的相变对14／8(8面体传压介质边长／8面体压腔边长)规格压腔进行了压力标定.实验结果表明,该系统可以在加载压力(油压)约为3×10⁶N(～42 关键词： 铰链式六面顶压机 6-8型球分割大腔体静高压装置 压力标定     

H+对高压处理后的β-LiIO3转变为α相的作用

室温下经过不同的高压(最高为80kbar)作用后的β-LiIO₃的X射线衍射实验表明:1)受压后的β-LiIO₃在大气中发生的β→α相转变中,高压的作用是促使α相晶核形成。成核率N与压力P的关系接近于N∝e^kp(k=26.8/bar);2)受压力处理后的β-LiIO₃中的α相量在大气中的明显增加,可归结为大气中水分子在α相晶核表面上解离产生的氢离子引起了α晶核的迅速长大,这一论断受到了H⁺注入产生类似效应的支持。 关键词：     

线性低密度聚乙烯中空间电荷陷阱的能量分布与空间分布的关系

使用激光感应压力波法和热刺激放电技术,系统地研究了直流高压作用下线性低密度聚乙烯(LLDPE)半导性电极试样中空间电荷的形成和演变及电荷陷阱分布和退极化过程.在直流高压作用下试样中空间电荷的分布明显地表现为两电极同极性电荷快速对称注入的特征,半导性电极与LLDPE的界面近乎呈现欧姆接触特征.LLDPE中的电荷陷阱分布表现出体内为浅陷阱、表层为深陷阱的特征.半导性电极与LLDPE薄片间的压合条件或电极材料对LLDPE表层的掺杂显著地影响表层陷阱的能量分布,导致表层中较深陷阱的深度和密度减小、较浅陷阱的密度增大.在整个短路退极化过程中,试样中正、负电荷的中心分别向距它们较近的电极迁移,而在开路退极后期则表现为与短路时不同的行为、被表层深陷阱再俘获的电荷脱阱后向背电极迁移. 关键词： 线性低密度聚乙烯 空间电荷 陷阱分布 热刺激放电     

_LiIO_3的等温压缩和高温高压下的相变

用金刚石压砧高压x 射线衍射技术研究了_LiIO_3 在室温高压下的压缩行为, 压力达23.0GPa. 观察到晶格压缩的各向异性, 其c/a 轴比以-6.187 * l0**3 /GPa的速率减小. 得到其常压下的体弹模量B。= 3 9.2 G Pa, 体弹模量对压力的一阶导数B。=3.7 8 7. _LiIO_3在高温高压下转变成四方结构, 与淬火卸压所得的“_LiIO_3, 结构一致. 关键词：     

高压下1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的振动光谱及同位素效应

用密度泛函理论方法研究1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(HATO)晶体在高压(<40 GPa)下性质。在GGA-PW91计算水平并结合超软势基组对HATO晶体结构进优化,其优化结构能再现实验结果。分子间O…H间距随压力的增加而显著减小;但O—H和N—H键长呈现非单调变化。基于不同压力下的优化晶体结构,利用非周期性计算并经校正因子0.967 9校正,求得相应压力下的红外和拉曼谱。预测最强拉曼峰对应于C—C伸缩和NH₂对称变形,位于1 580 cm-1,与实验结果一致。虽然阴离子不含氢原子,但阳离子的氘代仍对阴离子的振动光谱产生影响。高压导致分子间氢键增强,导致参与氢键的O—H和O—D振动的拉曼波数减小。氘代后,ND₂的拉曼位移的最明显变化是ν₂伸缩振动波数在高压下急剧增加,导致ND₂ ν₂/ν₃在高压下发生偶合。计算出的ν₁至ν₃振动的同位素效应比ν(NH₂)/ν(ND₂)均为1.36～1.38,与由折合质量所求得的值相一致。氘代和压力的变化可引起不同振动模式的偶合。     

动态瞬时高压作用对膳食纤维酶解速度的影响

 对纤维素酶对动态瞬时高压处理后膳食纤维的酶解速度进行了研究。豆渣膳食纤维（Dietary Fiber,DF）经微射流均质机的瞬时高压作用（Instantaneous High Pressure,IHP）,在不同的压力以及同一压力的不同作用次数下产生不同粒径和密度,它们对应的酶解速度是不同的。纤维素酶水解膳食纤维产生纤维二糖和葡萄糖等还原糖,通过测定水解后还原糖的含量判断不同粒径和密度的膳食纤维的酶解速度。结果表明,在40～90 MPa的压力范围内随压力的增大物料粒径呈显著下降,物料密度随之增大,酶解速度增大,在90 MPa的均质压力下物料粒径达到最小,为202.4 nm;当压力继续增大时,物料因膨化作用,物料粒径呈增大趋势,但其密度开始减小,酶解速度继续增大,在140 MPa的均质压力下物料密度达到最小,为1.027 g/mL,此时酶解后还原糖含量最高,酶解速度最快。压力超过140 MPa后,由于超微颗粒间的团聚,物料的密度和粒径均增大,酶解速度减小。在90 MPa和140 MPa下对分别对物料进行多次的瞬时高压处理,发现随处理次数的增多物料粒径增大,体系密度先减小后增大,酶解速度减小。     

FeSi2合金在高压下的凝固

研究了压力对FeSi2合金凝固组织的影响.与常压下凝固的典型共晶组织不同，高压条件下的凝固组织为初生ε相树枝晶加离异共晶.高压下凝固组织的变化主要是与压力对相图的影响和对凝固过程中溶质原子扩散的影响有关.通过引入压力参量，推导了高压凝固过程中的成分过冷判据，并应用该判据分析了高压凝固树枝晶组织的形成机理. 关键词： 高压 凝固 FeSi2     

压力诱导CsCu2I3不可逆非晶化和金属化

近年来，压力作用下卤化物钙钛矿的结构和性质引起了科学家们的极大兴趣。然而，对于高压下钙钛矿非晶相的潜在性质和应用仍缺乏深入系统的研究。利用金刚石对顶砧，结合原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压拉曼光谱、高压变温电学测量技术，对准一维卤化物钙钛矿CsCu₂I₃在高压下的非晶化行为进行了系统的研究。结果表明：CsCu₂I₃在35.9 GPa以上开始出现可逆的压致非晶化，形成低密度的非晶态Ⅰ相；在更高压力下，发生由低密度到高密度的非晶转变，形成非晶态Ⅱ相，并可以截获至常压条件。进一步的电学实验表明，136.0 GPa时，CsCu₂I₃发生了由绝缘体向金属相的转变，对高压下金属相的非晶态进行卸压电阻测试，发现其金属特性至少可稳定至90.0 GPa。这些结果为进一步探索非晶钙钛矿的潜在性质和应用提供了重要的科学依据。     

α-LiIO3的等温压缩和高温高压下的相变

用金刚石压砧高压X射线衍射技术研究了α-LilO₃在室温高压下的压缩行为,压力达23.0GP_a。观察到晶格压缩的各向异性,其c/a轴比以-6.187×10^-3/GP_a的速率减小。得到其常压下的体弹模量B₀=39.2GP_a,体弹模量对压力的一阶导数B＇₀=3.787。α-LiIO₃在高温高压下转变成四方结构,与淬火卸压所得的ε-LiIO₃结构一致。 关键词：     

高温高压下稠密氢的离解与电离

应用自恰变分自由能模型描述了在化学平衡下,H2,H,H ,e构成地混合物在天体物理和高压实验中遇到情形下的各种相互作用及压力与温度效应引起地离解和电离现象.目前的模型预测了在压力电离区存在一热力学不稳定状态,当温度Tc=15.5 kK,压力Pc=58.3 GPa和密度ρc=0.3226 g/cm3时发生等离子体相变,此理论预测结果与各种模型计算结果进行了比较分析.     

钙钛矿CaTiO3的超高压结构研究

利用同步辐射x射线衍射和 DAC 高压技术在室温下测量了钙钛矿CaTiO₃在压力0—44.53 GPa下的结构变化.结果表明，随着压力的增加CaTiO₃的三个晶轴都受到不同程度的压缩，a,b的压缩率相近且相对比较大，c的压缩率最小，但没有证据表明有相变的发生.在压力范围内CaTiO₃的P-V关系用Murnaghan状态方程表示，设定K′0=4，得到V0=0.2245(6)nm3和K0=222(9) GPa.应用赝立方角γpc与压力的关系，初 关键词： 3')" href="#">CaTiO₃ 结构 超高压 状态方程     

高压下有序晶态合金Fe3Pt的低能声子不稳定性及磁性反常

有序晶态Fe₃Pt因瓦合金处于一种特殊的磁临界状态, 这种磁临界状态下体系的晶格动力学稳定性对压力极为敏感. 基于密度泛函理论的第一性原理的投影缀加平面波方法研究了不同晶态合金的Fe₃Pt的焓和磁性随压力的变化规律, 结果表明, 在压力小于18.54 GPa下, P4/mbm结构是热力学稳定的相. Pm3m结构、I4/mmm结构、DO₂₂结构的Fe₃Pt在铁磁性坍塌临界压力附近体系的总磁矩急剧下降并具有振荡现象, 且I4/mmm结构和DO₂₂结构的Fe₃Pt 在临界压力附近出现了Fe1原子磁矩反转现象. 在43 GPa下, DO₂₂结构的Fe₃Pt出现了亚铁磁微观磁特性突然增强且伴随着体积突然增大的现象. 在高压下, 对Pm3m结构Fe₃Pt的晶格动力学计算表明, 压力小于26.95 GPa的铁磁态下体系的自发磁化诱导了体系横向声学支声子软化, 表明体系中存在很强的自发体积磁致伸缩. 特别是在铁磁性坍塌临界压力41.9 GPa至磁性完全消失的57.25 GPa压力区间, 晶格动力学稳定性对压力更加敏感. 压力大于57.25 GPa时, 压力诱导了体系声子谱的稳定.     

Hf-C体系的高压结构预测及电子性质第一性原理模拟

本论文中, 采用晶体结构预测软件USPEX结合第一性原理方法全面地搜索了Hf-C体系在高压下的晶体结构, 预测得到了两种新的化合物及HfC在高压下的相变路径. 压力低于100 GPa 时, 除了常压下的结构HfC, Hf₃C₂, Hf₆C₅, 并没有得到新的热力学稳定结构. 在200 GPa时, 预测得到了一种新化合物——Hf₂C, 空间群为I4/m; 且HfC的结构发生了相变, 空间群由Fm3m变为C2/m. 在300 GPa时, 预测得到了另一种新化合物——HfC₂, 空间群为Immm. 而在400 GPa时, HfC的结构再次发生相变, 空间群为Pnma. 通过能量计算, 得到了Hf-C体系的组分-压力相图: 在压力分别低于15.5 GPa和37.7 GPa时, Hf₃C₂和Hf₆C₅是稳定的; 压力分别大于102.5 GPa和215.5 GPa时, Hf₂C和HfC₂变成稳定化合物; HfC的相变路径为Fm3m→C2/m→Pnma, 相变压力分别为185.5 GPa 和322 GPa. 经结构优化后, 得到了这四种高压新结构的晶体学数据, 如晶格常数、原子位置等, 并分析了其结构特点. 对于Hf-C 体系中的高压热力学稳定结构, 分别计算了其弹性性质和声子谱曲线, 证明是力学稳定和晶格动力学稳定的. 采用第一性原理软件VASP模拟高压结构的能带结构、态密度、电子局域函数和Bader 电荷分析, 发现HfC(C2/m, Pnma结构), Hf₂C 和HfC₂ 中Hf-C 键具有强共价性、弱金属性和离子性, 且C-C 间存在共价作用.     

(Fe0.1Co0.55Ni0.35)78Si8B14金属玻璃的晶化过程及压力的影响(Ⅰ)——晶化时的相析出过程

用X射线衍射法研究了(Fe_0.1Co_0.55Ni_0.35)₇₈Si₈B₁₄金属玻璃在常压下及20kbar高压下晶化过程中的析出相及析出过程。结果表明在上述压力下晶化过程都分成两个阶段,分别对应于初级晶化和共晶晶化。在常压下,初级晶化时析出fcc-Co晶体,而共晶晶化对应着Ni₃₁Si₁₂和(FeCoNi)₃(SiB)相的析出。随着回火温度的增高或时间的延长,(FeCoNi)₃(SiB)相逐渐转变为(FeCoNi)₂₃B₆相。20kbar高压下的晶化析出过程与常压下不同的是:提高了晶化温度,在共晶晶化阶段出现了Co₂B相。此外,压力还阻止(FeCoNi)₂₃B₆相的形成。从热力学和动力学的角度讨论了压力对金属玻璃晶化过程的影响。 关键词：