高温高压下爆轰产物分子间相互作用的研究

给出了一种由分子流体的冲击Hugoniot实验数据确定原分子之间和离解产物分子、原子相互间作用势参数的方法. 在较低压强下,采用Ross硬球微扰理论软球修正模型确定原分子之间的相互作用势参数;在较高压强下,采用基于统计物理的化学平衡方法来确定分子离解后的分子和原子之间的相互作用势参数. 与传统的由对应状态定律确定势函数参数的方法相比,所得到的势函数参数在很大的压强范围内都能较好地描述冲击实验. 关键词： 高温高压 化学平衡 冲击Hugoniot实验     

钕铁硼的冲击压缩特性

 利用二级轻气炮对恒磁体钕铁硼进行冲击压缩,采用阻抗匹配法进行测量,获得了平均初始密度为7.346 g/cm³的钕铁硼Hugoniot关系数据。实验结果表明,该种钕铁硼在19~78 GPa范围内,其D-u_p满足线性变化关系,即：C₀、λ分别为3.686 km/s、1.059,是一种稳定的压缩过程,其间没有相变产生。而较小的λ值表明该种钕铁硼材料偏向于疏松体结构,且容易被压缩。同时实验结果也为其状态方程和脉冲功率源等方面的研究工作提供了可资参考的实验参数。     

高压下顽火辉石的相态及其地球物理意义

 利用Birch-Murnaghan有限应变状态方程和Grüneisen状态方程,计算了钙钛矿型（Mg_0.86Fe_0.14SiO₃）和方镁石（Mg_0.86Fe_0.14O）与斯石英（SiO₂）混合物（摩尔比为1∶1）的Hugoniot压力-密度关系。将计算结果与实验数据比较后表明,在相同压力但不同温度的区域,上述两组相态都可能是顽火辉石的高温高压相态。但进一步通过与PREM的比较和分析后表明,在下地幔压力和温度条件下顽火辉石的相态应该是稳定的钙钛矿型,从而支持了Knittle等人的看法。     

高温高压下Mg_xZn_(1-x)O固溶体的制备

研究了高温高压下制备MgxZn1-xO(0.30x0.60)固溶体的过程.在1000—2000℃和4—5.6GPa的条件下,制备出稳定的单一立方相MgxZn1-xO(x=0.4,0.5,0.6)固溶体,解决了常压下MgxZn1-xO的分相问题.通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段,对MgxZn1-xO样品进行了表征,阐明了立方相MgxZn1-xO的形成机制,给出了高压下MgxZn1-xO固溶体的温度与组分相图.     

高压下顽火辉石的相态用其地球物理意义

利用Birch-Murnahan有限应变状态方程和Gru neisen　状态方程,计算了钙钛矿型((Mgo. 86Fe     

液氘单次冲击压缩的QMC模拟研究

液氢在较宽压力与温度范围内具有复杂的物理特性,须从分子层面构建精确模型开展探索研究。利用电子-核耦合的CEIMC法模拟液氘单次冲击实验,分析了液氘冲击特性,当压力达50.3GPa时液氘具有最大压缩率4.48,在110GPa冲击压力附近未发现有压缩率急剧增大的迹象。选用合适的Al基板材料模型,建立了液氘单次压缩状态与实验条件间的关系,总结了单次冲击实验规律。得到的状态方程与现有动高压实验结果一致,也与经修正后的100GPa以上压力的Omega激光实验值吻合,说明采用基于共振价键理论的波函数后,CEIMC法可应用于液氘的冲击模拟。     

高温高压水比定压热容的实验测量

本文基于流动型量热法建立了一套适用于测量高温高压下比定压热容的实验系统,通过改进传统流动型量热器的管路布置及合理的系统结构设计,使该系统温度、压力适用范围为:293~673 K、0.1~30 MPa。该实验系统温度、压力、比定压热容的测量不确定度分别小于土0.05 K、士13 kPa、:±0.98%。为了验证实验系统的测量精度和可靠性,测量了温度为296~313 K、压力为0.1~6 MPa范围内纯水的比定压热容,与文献值的相对偏差小于1%。本文还对温度在355~666K、压力在1~23 MPa范围内的高温高压水的比定压热容进行了测量。     

用于描述W-Cu粉末混合物冲击压缩行为的p-α与p-λ模型适用性

研究了3种p-α模型和p-λ模型在预测非均质W-Cu混合粉末冲击压实响应的适用性。利用Mie-Grüneisen方法和Barry等压混合法,基于单质W、Cu粉末的Hugoniot关系预测了同孔隙度的W-Cu混合粉末的Hugoniot线,在高压段与实验结果符合较好,但在低压段与实验偏差较大。分别应用3种p-α模型和p-λ模型对实验结果进行拟合,发现除p-α PL模型外,其他模型均较好地描述W-Cu混合粉末的冲击压缩响应,受经验参数选择的影响,所有模型的压溃强度和压缩路径各不相同,预测功能较差。     

二硼化钛的高温高压制备及其物性

以化学计量配比的Ti,B元素为原料,在高温高压条件下成功制备出颗粒均匀、致密性大于99％的二硼化钛(TiB2)体材料.物性测试结果表明:TiB2的维氏硬度高达39.6 GPa(接近超硬材料的40 GPa);并呈现出金属导电特性,电阻率在10-8 Ω.m的数量级(接近TiB2单晶样品值).TiB2的高硬度与金属特性,可能与该方法制备的TiB2体材料中均匀的细小晶粒尺寸有关.该方法为制备功能陶瓷材料提供了新的思路.     

铜粉末动态压缩行为的多颗粒有限元分析

颗粒金属材料的宏观力学性能与其细观特性密切相关,金属粉末的冲击压缩问题有待深入研究。选用实验结果较为丰富的铜粉末作为研究对象,基于多颗粒有限元法建立了颗粒金属材料的二维数值分析模型,研究了铜粉末在冲击压缩下的力学行为。数值计算结果表明,在较高速度冲击下颗粒金属材料呈现出高度局部化的变形带,变形带如同冲击波一样从冲击端向支撑端传播。利用速度场计算方法,计算得到了塑性冲击波波阵面的位置,进而获得了不同孔隙率(0.25～0.60)铜粉末的粒子速度与冲击波波速之间的Hugoniot关系,其在较高冲击速度(200～300 m/s)下与实验结果吻合较好。发展了以动态锁定应变为唯一参数的冲击波模型,较好地表征了铜粉末在较高速度冲击下的Hugoniot关系和波后应力。     

埃洛石的Birch-Murnaghan状态方程和高压物性

 用欧拉有限应变理论分析了埃洛石的冲击Hugoniot实验数据,得到了其低压相和高压相的等熵体积模量K_0S及其对压力的一阶导数K′_0S。对低压相,在γ＝0.43(ρ₀/ρ)时,K_0S＝32.16 GPa,K′_0S＝7.17;对高压相,在γ＝1.0(ρ₀/ρ)^1.5、且相变能各取579.1 J/g（常压下的值）和1 000 J/g时,K_0S、K′_0S分别为103.28 GPa 、4.97和95.85 GPa、5.35。根据高压下物性参数的跃变,讨论并分析了其各个相区物质组成的差异。     

高温超导体电子态相图的新认识

简要介绍了高温超导体的电子态相图及最近的一些发展,通过测量高温超导体的抗磁信号,发现在过掺杂的高温超导体中存在着抗磁信号的第二个异常转变,分析发现这个转变可能对应着超导畴之间的耦合场,从而推论高温超导体在过掺杂区可能存在着电荷在介观尺度或宏观尺度上的不均匀,结合国际上非弹性中子散射的数据和超流电子密度的数据,文章作者第一次对电子态相图提出了一个自治的解释,这个结果如果得到其他方面的进一步验证,将对高温超导体机理的理解和更完善模型的建立起到重要指导作用。     

高温高压下碳的状态方程及相变理论研究

 研究了高温高压下三相碳（石墨、金刚石、液相碳）的状态方程，包括高压下石墨到金刚石的固-固相变以及高温下石墨和金刚石的熔解曲线。计算所得到的金刚石熔解曲线具有正的斜率，石墨-金刚石-液相三相点为4 400 K，14 GPa左右。     

高温高压条件下富勒碳的相变

 利用工业金刚石高压合成装置研究了C60和巴基管在高温（1 450 ℃）高压（5~6 GPa）下的相变。SEM、XRD和Uv/Vis分析结果表明，试样中有大量金刚石生成和少量石墨出现，同时有极少部分C60保留了下来；所生成的金刚石晶体同时以二维台阶和螺旋台阶方式生长。     

高压下的Ge和Si的相变

 本文采用赝势方法研究Ⅳ族元素Ge和Si宰高压下的共价键－金属相相变，计算了状态方程、相平衡压力、体积跃变量及其金属相的超导临界温度。结果表明，理论与实验符合都比较好。     

用超声方法研究PSZT铁电陶瓷在高压下的相变

 用超声脉冲回波重合方法研究了具有垂直铁电（F），反铁电（AF）相界的PSZT三元系材料在高压下的相变。发现此种材料在较低压力下都有一级相变发生，并且是可逆相变。伴随着相变的发生，声速和声衰减都有较大的变化。本文对实验结果进行了初步的讨论。     

冲击波温度和压力对二氧化钛相变的影响

 介绍了一种简便易行的降低疏松固体物质冲击波温度的方法，其要点是用液体石蜡充填样品的空隙。以用粉末锐钛矿压装成型的样品为例，对比了不充填和充填液态石蜡时冲击波作用的结果。在同样的冲击加载条件下（均为钢飞片，撞击速度为3.16 km/s），估算两种样品中达到的压力分别为36.3 GPa和46.8 GPa，平均温度分别约为4.7×10³ ℃和2.0×10³ ℃，即：充填液态石蜡的样品中压力增加了约10 GPa，但平均温度降低了近3×10³ ℃。对冲击后回收样品的分析结果表明，不充填石蜡样品的主要产物为金红石，即冲击波产生的高温起了主要作用。而充填液态石蜡时，主要生成β-TiO₂高压相，即高压起了主要作用。     

高温高压下碳纳米管的相转变及金刚石的合成

 利用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）研究了碳纳米管在高压高温下的相转变。研究发现在高压高温条件下碳纳米管是不稳定的,在5.5 GPa压力下,770 ℃到950 ℃间退火时碳纳米管趋向形成碳纳米葱。在5 GPa、1 000 ℃条件下合成了金刚石。     

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：     

Cd-Sn-Zn三元系高压等温截面图的计算

 本文根据相图的边界理论和平衡体系中诸组元在各相中化学势相等的原理，计算了Cd-Sn-Zn三元共晶系的高压水平截面图。依据所得结果绘制出该三元系在一定温度下（500 K）不同压强时的固液平衡水平截面图，并绘制出液相面投影图。计算过程中对各组元的偏摩尔体积虽作了一些近似，但计算结果仍与文献值符合。从计算结果可知，对于该三元系来说，压强增加使体系液相区变窄。