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.     

纳米多晶铁的冲击相变研究

利用分子动力学方法研究了不同晶粒度的纳米多晶铁在冲击压缩下的结构相变过程,模拟结果表明:纳米多晶铁的冲击结构相变(由体心立方(bcc)结构 α 相到六角密排(hcp)结构 ε 相)发生的临界冲击应力在15 GPa左右.纳米多晶铁在经过弹性压缩变形后,晶界导致的塑性变形开始发生,然后大多数相变从晶界成核并最终发展为大规模相变.不同变形过程在应力和粒子速度剖面上能得到清晰的体现,并通过微观原子结构分析分辨.冲击压缩后的微观结构以晶界原子和以fcc结构原子充当孪晶界的hcp原子为主.晶粒度明显影响晶界变形及相变 关键词： 冲击相变 纳米多晶铁 冲击波 分子动力学     

飞片加载产生正弦冲击波及其波阵面演化模拟

飞片加载冲击波小扰动实验方法是目前测量高温高压下物质粘性的实用方法之一针对飞片碰撞小扰动实验,采用二维Navier-Stokes方程的差分方法,研究了金属铝中复杂压力流场的演化过程,给出了这类特定冲击波流场中正弦形扰动振幅振荡衰减特性与粘性系数之间的定量关系.结果表明:数值解比以往用于分析冲击波小扰动实验的解析解结果更...     

A Strength Softening Phase Transition Observed in Shocked （Mg0.92,Fe0.08）SiO3 Perovskite at About 83 GPa

We report the experimental data of Hugoniot longitudinal sound velocity VL for natural （Mg0.92,Fe0.08）SiO3 enstatite sample at about 40-140 GPa, consisting of three new data and five previously reported data but revised by our new Hugoniot equation of state parameters. Three segments, separated by two discontinuities, appear in the VL-PH （shock pressure） plot. Analyses show that the first discontinuity at about 64 GPa, with a sharp increase of VL of about 21%, is judged to be a phase transition from enstatite to Pbnm perovskite （PV）; while the second one at about 83 GPa, with a dramatic decrease of VL of about 23%, is likely caused by a subtle structural change from Pbnm PV to tetragonal PV, accompanied by material strength softening due to melting of oxygen sublattices. This strength softening evidence is obtained first from shock wave experiments, and probably has profound implications for probing into the origin of low seismic velocity anomaly in the Earth＇s lower mantle and thus constraining the geophysical and geochemical models for the Earth＇s lower mantle.     

高岭石的高温高压相图及其地学意义

 用阻抗匹配法和PZT压电探针技术,在100 GPa的冲击压力范围内测量了初始密度分别为1.375 g/cm³和2.001 g/cm³两种孔隙度叙永石样品的Hugoniot状态方程。根据其p_H-ρ_H线所给出的高温高压相变点,用Grüneisen状态方程计算其相变点压力所对应的温度,并结合常压下受热相变的温度值,建立了“高岭石/Al₂O₃+SiO₂+H₂O”的温度-压力相平衡图。通过该相图与线性地热线的交点推断：高岭石至少可在上地幔50 km深处作为一种含水（OH^-）矿物而稳定存在;或在俯冲板块中至少于133 km深处作为一种含水（OH^-）泥质沉积物的过渡相而存在。     

冲击波作用下碳水混合物发射光谱研究

 利用二级轻气炮和OMA-Ⅲ光多通道系统,分别研究金刚石与水、石墨与水两种碳水混合物在冲击波作用下的发射光谱。冲击压力高于16.41 GPa时,观测到350～750 nm波段内叠加在连续辐射背景上的发射谱;当冲击压力高于33.95 GPa时,C₂、CO、CO₂的谱线辐射明显,表明碳和水发生了化学反应。     

高温高密度氢(氘)的物态方程——离解效应研究

 高温高压下流体氢将发生离解化学反应,形成具有相互作用的氢分子和氢原子混合体系,此时粒子间的相互作用复杂。利用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型,将混合物粒子间的相互作用等效为单组分粒子间相互作用,从而简化了对体系的统计热力学处理;并由自由能函数极小化确定化学平衡时各组分含量、体系的内能、压强。研究了温度在10 000 K以下、密度在0.6 g/cm³以下（相应摩尔体积大于3.3 cm³/mol）区间的热致离解和压致离解现象对流体氢（氘）状态方程的影响。所得结果与双组分流体变分理论计算以及第一原理的分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟结果以及二级轻气炮实验数据进行了比较,它们之间的一致性表明：用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型处理氢（氘）分子的离解区域的物态方程是成功的。     

稠密氦气物态方程研究

用二级氢气炮作为冲击压缩加载工具和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量系统,测量了冲击压缩氦气等离子体的光辐亮度历史（初始温度293K,初始压力为1.2MPa）。根据实测记录信号波形的有关特征量,计算得到了氦等离子体的Hugoniot物态方程（含冲击温度）。结果发现：实测Hugoniot物态方程可用Saha方程加Debye-Huckel修正物理模型解释。