固体热膨胀系数与压强关系的一个近似公式

 假定Anderson-Grüneisen参量δ_T(T, p)=δ_T(T, 0),利用改造的Tait方程,导出了固体热膨胀系数与压强关系的一个近似公式。应用于NaCl晶体,在压强为0～1 GPa、温度为300～800 K范围内,热膨胀系数的计算值与实验值一致。     

氯化钠晶体在高温高压下热物理参数的分子动力学计算

用分子动力学方法和优化的Tosi-Fumi有效两体势函数计算了NaCl晶体温度从298?K到773?K的等温压缩线和体积模量、热膨胀系数和格临爱森系数等热物理参量.计算结果表明，NaCl晶体在温度从298?K到1073?K、压力从0到80?GPa范围内的格临爱森系数γ=γ ₀(V/V₀)^q的近似公式成立，且q≈1078. 关键词： 分子动力学计算 格临爱森系数 氯化钠晶体     

高压下碱卤晶体的状态方程

 从碱卤晶体总相互作用势能出发,得到了一个状态方程。在不存在压致转变的压力范围内,该方程能够很精确地描述室温时碱卤晶体在高压下的等温压缩行为。还进一步讨论了体积弹性模量和其压力导数之间的关系。计算结果与实验结果符合得很好。     

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运用密度泛函理论方法,采用MS中CASTEP模块计算了铀晶体的能量随体积变化的关系,并绘制了E-V曲线。运用准谐振子德拜模型计算了压强从0~100GPa、温度从0~2000K下的晶体铀的相对体积,发现相对体积随着温度和压强的增加而减小。并成功得到了热膨胀系数、热容、以及体弹模量随温度和压强的变化关系。预测了铀的热力学性质。为铀晶体在高温高压下的实验研究提供了理论依据。     

ZrV2结构、弹性和热力学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法研究ZrV₂的晶体结构和弹性,利用准谐Debye模型计算在不同温度(T=0~1200 K)和不同压强(P=0~20 GPa)下ZrV₂的热力学性质,包括弹性模量与压强,热熔与温度,以及热膨胀系数与温度和压力的关系.结果表明:计算的ZrV₂晶格常数与实验值符合较好,晶体材料的弹性常数随着压力增加而增加;在一定温度下,相对体积、热熔随着压强的增加而减小,德拜温度、弹性模量随着压强的增加而增加,且高压下温度对ZrV₂热膨胀系数的影响小于压强的影响.     

高压下MgO的热弹性研究

利用第一原理平面波赝势方法和广义梯度近似研究了广泛温度和压强范围内MgO的热弹性特性．MgO从低压NaCl到高压CsCl结构的相变压强为397 GPa，表明它在地球内部不会发生相变．在压强上升到150 GPa时，MgO的绝热弹性模量跟0 GPa时的实验值和其他赝势在高压下的计算结果基本一致．从0 GPa上升到20 GPa时，MgO的各向异性逐渐减小；在20?150 GPa时绝对值逐渐增大．MgO明显地违背了Cauchy条件，反应出非中心多体力是重要的．另外，MgO的热力学参量与实验也符合的很好．     

固氖高压物态方程的量子理论计算

 运用Hartree-Fock计算方法和原子团簇理论,研究了高压下面心立方晶体氖中的二体相互作用、三体相互作用对中心原子势能及冷能的贡献。结合零点振动能,计算得到了固氖在4~208 GPa压强范围内的等温物态方程。结果表明,在较高压强区域内,等温压缩线与高压实验数据符合得非常好;在压强超过100 GPa的区域内,计算得到的等温压缩线较目前已有的理论研究结果系统地改善并提高了3%~5%,精确地解释了固氖的高压实验数据。     

高压下单晶LiF的光学及热力学性质的密度泛函理论研究

采用平面波赝势密度泛函方法,对单晶氟化锂(LiF)在0~500 GPa静水压下的光学性质进行了理论研究,并利用Vinet状态方程和准简谐Debye模型得到了其热力学性质.理论计算结果表明单晶氟化锂(LiF)在0~500 GPa静水压范围内具有良好的透明性,吸收波段随压强的增加而出现了蓝移.计算所得晶格常数、体积模量及其对压强的一阶导数与实验值相符合.     

0～15 GPa外压下ZnO结构相变的第一性原理研究

利用第一性原理的计算方法,结合热力学和弹性力学的计算详细分析0～15 GPa外压下ZnO的结构、弹性模量和电子结构.结果表明:在研究压强范围内,B4结构的ZnO能量始终比B3结构的低,但随着外压的增加,无论是B4结构还是B3结构,都会在一定压强下转变成B1结构.B4至B1的压强转变点为12.4 GPa,B3至B1的压强转变点是11.8 GPa.B4结构转变成B1结构的瞬间,体系体积缩小约17%.结果与已有的实验与理论结果相符.B4结构的ZnO剪切模量在6～8 GPa时急剧下降,与已有的实验和理论计算结果相符.电子结构特征表明,随着外压的增强,体系中Zn 3d电子与O 2p电子相互作用减弱.     

航天新材料金属锆的压缩行为

在密度泛函理论的基础上,运用局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)两种方法,并通过第一性原理等方法对锆晶体在0～50 GPa下的物理性质进行了深入、系统的研究.结果表明,相比于广义梯度近似的计算结果而言,局域密度近似的计算结果和实验值更接近,但两者相差不是很大.并通过经典方法对锆晶体模拟计算了高压下的结构性质,得到的结果表明,在讨论的压强范围内,晶格参数与晶胞体积发生了非线性的变化,然而晶胞能量却随压强线性变化.通过对其相应的弹性性质的分析,发现随着压强的增大,锆晶体获得较好的延展性以及力学的稳定性.同时还得到了关于金属锆的能带结构特性及其光学性质,证实压强的改变对金属锆电子性质不会带来太大影响.     

纤锌矿氮化硼及其应用的研究（Ⅱ）——纤锌矿型氮化硼的等温状态方程

 使用两种不同的高压在位X光衍射法，研究了用爆炸法合成的纤锌矿型氮化硼（wBN）在室温下的等温状态方程。一种方法是用转靶X光角色散粉末衍射法，研究了它在0~40 GPa压力范围内的等温压缩行为。结果表明，wBN在0~40 GPa的压力范围内是稳定的，没有发生结构相变。通过p-V数据对Murnaghan方程拟合，得到wBN在p=0时的等温体模量B₀=(335±34) GPa及其对压力的一阶导数B₀'=4.21；另一种是用同步辐射X光能量色散衍射法，研究了它在0~25 GPa压力范围内的等温状态方程。实验中，使用了改进的自动加压的DAC高压装置，此装置保证了实验中衍射角θ₀固定不变。将获得的p-V数据仍用Murnaghan方程拟合，得到wBN在p=0时等温体模量B₀=(280±56) GPa，及其B₀'=4.39。     

铝的等温状态方程

 采用原位高压同步辐射X射线衍射技术,利用金刚石对顶砧（DAC）装置产生高压,选用高纯NaCl粉末作为传压介质与标压物质,在室温下、21.5 GPa的压力范围内,测定了铝的等温状态方程。利用Murnaghan方程对实验结果进行了数值拟合,得到铝的零压体弹模量及其一级压力导数分别为B₀=(77±2) GPa,B₀′=4.8±0.3。该结果同相关文献资料报导的值在误差范围内符合得很好,略显得较大,这是由于传压介质NaCl的非静水压效应所致。在实验所达到的压力范围内,未发现明显的相变迹象。     

镁铝石榴子石的高压X射线衍射研究

 对于天然镁铝石榴子石（Pyrope）,在0～25.3 GPa压力条件下,在美国布鲁克海汶（Brookhaven）国家实验室国家同步辐射实验站,利用金刚石压腔装置（DAC）,进行了角散X 射线粉末衍射的高压原位测量,获得了天然镁铝石榴子石随压力变化的衍射图谱。采用Materials Studio软件的Refinement模块对衍射图谱进行了分析,得到了镁铝石榴子石的晶胞参数及其随压力的变化,进而利用Birch-Murnaghan状态方程进行数值拟合,得到了镁铝石榴子石的零压体弹模量B₀＝199 GPa（B′₀＝4）。     

Isothermal bulk modulus and its first pressure derivative of NaCl at high pressure and high temperature

The isothermal bulk modulus and its first pressure derivative of NaCl are investigated using the classical molecular dynamics method and the quasi-harmonic Debye model.To ensure faithful molecular dynamics simulations,two types of potentials,the shell-model(SM) potential and the two-body rigid-ion Born-Mayer-Huggins-Fumi-Tosi(BMHFT) potential,are fully tested.Compared with the SM potential based simulation,the molecular dynamics simulation with the BMHFT potential is very successful in reproducing accurately the measured bulk modulus of NaCl.Particular attention is paid to the prediction of the isothermal bulk modulus and its first pressure derivative using the reliable potential and to the comparison of the SM and the BMHFT potentials based molecular dynamics simulations with the quasi-harmonic Debye model.The properties of NaCl in the pressure range of 0-30 GPa at temperatures up to the melting temperature of 1050 K are investigated.     

Isothermal bulk modulus and its first pressure derivative of NaCl at high pressure and high temperature

The isothermal bulk modulus and its first pressure derivative of NaCl are investigated using the classical molecular dynamics method and the quasi-harmonic Debye model. To ensure faithful molecular dynamics simulations, two types of potentials, the shell-model (SM) potential and the two-body rigid-ion Born-Mayer-Huggins-Fumi-Tosi (BMHFT) potential, are fully tested. Compared with the SM potential based simulation, the molecular dynamics simulation with the BMHFT potential is very successful in reproducing accurately the measured bulk modulus of NaCl. Particular attention is paid to the prediction of the isothermal bulk modulus and its first pressure derivative using the reliable potential and to the comparison of the SM and the BMHFT potentials based molecular dynamics simulations with the quasi-harmonic Debye model. The properties of NaCl in the pressure range of 0-30 GPa at temperatures up to the melting temperature of 1050 K are investigated.     

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。     

氧化镍（绿镍矿）等温压缩及高压相变研究

 本文采用DAC（金刚石压砧高压腔）装置，对氧化镍进行了静水压、非静水压、电导率测量等系统高压实验，获取了氧化镍等温压缩、高压相变及电导率压力效应的新结果，并在实验数据的基础上，对其高压相变与电性及磁性变化关系及体弹性模量作了分析讨论。     

Pressure dependence of crystal structure and molecular packing in anthracene

Anthracene molecular crystal has been investigated up to a pressure of 10.5 GPa at room temperature using variable shape variable size Monte Carlo simulations in an isothermal–isobaric ensemble. We have reported various structural quantities, such as cell parameters and unit cell volume, as a function of pressure and compared them with the experimental results [J. Chem. Phys. 119, 1078 (2003)]. The pressure dependence of angles θ, δ and χ which describe the relative packing of molecules in the crystal has been calculated. We report that anthracene molecular crystal does not exhibit any first order phase transition up to a pressure of 10.5 GPa which is consistent with the experimental observations by Oehzelt et al. [Phys. Rev. B 66, 174104 (2002)]. The calculated equation of state (EOS) has been fitted to a Murnaghan-type EOS with good agreement. The calculated bulk modulus and the pressure derivative of bulk modulus are 8.2 GPa and 8.9 respectively which are in agreement with the experimentally calculated values.     

CuO在高压下的状态方程、电学性质与相变

 在活塞－圆筒式高压装置上研究了CuO在4.5 GPa内的p-V关系，给出了它的状态方程、格临爱森参数γ₀、体积模量B₀以及B₀的压力导数B₀'。在金刚石压砧装置上，采用我们建立的电阻、电容测量方法研究了CuO在22 GPa内电阻、电容与压力的关系。实验结果表明，CuO的电阻和电容在一些压力下都发生了突然的变化。这些变化可能与CuO内部的电子结构和晶界处的结构状态变化有关。     

Compressibility of Nickel Nanoparticle Chain

We perform the high-pressure energy dispersive x-ray diffraction experiments of nickel nanoparticle chain using a synchrotron source under quasi-hydrostatic compression up to 44.7GPa. There is no phase transition over the pressure range. The bulk modulus Ko, the first pressure derivative of bulk modulus K＇0 and the volume Vo are calculated from the pressure-volume data using the Birch-Murnaghan equation of state. A decrease of compressibility is observed, in agreement with the Hall-Perch effect.