First-Principle-Based Calculations of the Hugoniot of Cu

The equation of state of face-centred-cubic (fcc) copper crystals at pressures up to 500 GPa and relative volume to 0.55 have been evaluated by using the full-potential linear muffin-tin orbital (FPLMTO) total-energy method combining with a mean-field model of the vibrational partition function. The mean-field is constructed from the sum of all the pair potentials between the reference atom and the others of the system. The calculated properties are in good agreement with the available shock-wave experimental measurements.     

低孔隙度疏松锡的高压声速与相变

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响, 对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验. 利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8-66.1 GPa冲击压力下疏松锡/LiF界面粒子的速度剖面, 获得了各压力下的纵波声速与体波声速, 给出了该疏松锡的冲击熔化起始压力约为49.1 GPa, 获得了各压力下的剪切模量与泊松比. 结合密实锡与疏松锡的高压纵波声速、体波声速与剪切模量, 界定密实锡的冲击熔化压力在53.5-62.3 GPa之间, 高于疏松锡的值, 表明微孔洞明显降低了冲击熔化压力. 对密实锡准确的冲击熔化压力值还需要进一步的实验数据. 测试的固态压力范围内的声速数据没有明显奇异点, 表明疏松锡没有类似密实锡的固态bcc 相变发生.     

高压下钨弹性和热力学性质的第一性原理研究

本文利用密度泛函理论研究了高压下bcc结构钨的弹性和热力学性质,计算得到钨的晶格常数、体弹模量以及其对压强的一阶偏导与实验值符合较好;在常压下弹性常数计算值与实验值符合较好的基础上,预测了其高压数据.针对钨的固相结构稳定性问题,根据力学稳定判断标准得到0~600 GPa范围内bcc结构是力学稳定的.此外,通过体模量和剪切模量的计算得到bcc结构钨在压力低于600 GPa时的力学性能表现为韧性.最后,基于准简谐德拜模型,成功预测了钨的热膨胀系数、等压热容、等容热容和熵随着压强和温度的变化关系,为钨及其合金的进一步设计及应用提供参考.     

第一性原理计算高压下金红石TiO2的结构不稳定性及热学性质

采用第一性原理计算研究了金红石TiO2结构在高压下的不稳定性及热力学性质. 计算的高压下结构参数和零压的声子色散曲线与实验数据十分吻合. 进一步模拟了在不同压力下的声子曲线,在压力下,声子曲线不断软化,？点附近的振动频率不断减小直至虚频,意味着结构的不稳定,根据计算的不同压力下的弹性常数获得了其力学不稳定性,结果表明金红石结构TiO2在压力高于17.7 GPa时变得不稳定. 根据准谐近似,获得了金红石TiO2结构的热力学性质,计算结果与现有的实验数据相一致。     

高温高压下NaCl热力学特性的分子动力学模拟

欲了解固体物理和地球内部特征就要弄清固体在高温高压的热力学特性，而碱金属卤化物的研究有利于在实验室难以接近的高温高压条件下建立金属氧化物的相转变模型。文中应用分子动力学方法模拟NaCl离子晶体的高压熔化、高温高压下热力学参数，如热容、等压体膨胀系数、等温体模量、Gruneisen参数等。     

自由电子气冲击压缩特性的理论计算

用自由电子气模型对自由电子气(费米能为5 eV)的冲击压缩雨贡纽曲线、冲击温度进行了数值计算.冲击压力、内能和冲击温度被计算为压缩度的函数.计算结果表明,自由电子气(费米能为5eV)的冲击压缩极限近似为初始密度的4倍.     

RbⅧ-NbⅫ离子n＝4 complex跃迁谱线、波长和振子强度

用HXR方法计算了类锌等电子序列RbⅧ-NbⅫ离子n＝4 complex组态能级.通过对各能级值沿等电子序列的变化规律分析,找出了ΔE随Zc变化的一种新的拟合公式,运用此公式和我们自己设计的FORTRAN程序对上述组态各能级值进行了系统的拟合计算.给出了4s2-4s4p,4s4p-4s4d跃迁谱线波长和相应的振子强度.     

RbⅧ—NbⅪ离子n=4complex跃迁谱线、波长和振子强度

用HXR方法计算了类锌等电子序列RbⅧ-NbⅫ离子n=4complex组态能级，通过对各能级值沿等电子序列的变化规律分析，找出了ⅦE随Zc变化的一种新的拟合公式，运用此公式和我们自己设计的FOR-TRAN程序对上述组态各能级值进行了系统的拟合计算，给出了4s^2-4s4p,4s4p-4s4d跃迁谱线波长和相应的振子强度。     

ANALYTIC EQUATION OF STATE FOR GENERALIZED LENNARD-JONES SOLID INCLUDING LOWEST-ORDER ANHARMONIC AND CORRELATION CORRECTIONS*

Based on the cell model, the general formula for the free energy of solids is derived analytically with the lowest order anharmonic modification and correlation effect taken into account. Combining a method of summing over lattice sites, the analytic equation of state for generalized Lennard-Jones solid is derived. The calculations show that the agreement between theory and computer simulation is quite good and is significantly improved as compared with the numerical results in literature. The comparison of different effects shows the theory including all neighbors but only considering the lowest anharmonic and correlation effects may be a good and convenient approximation for practical solids. The approximation can be easily extended to the quantum case and other generalized potentials.     

考虑热效应的Vinet状态方程及其应用

 基于爱因斯坦模型将Vinet等人提出的关于金属固体的通用物态方程推广到包括热效应。采用最近邻普遍化Lennard-Jones势描述金属离子之间的有效配对相互作用,将每个离子的势能展开为离子位移的二阶泰勒级数,从而推导出爱因斯坦温度和Grüneisen常数的解析表达式,该表达式只与体积有关而与温度无关。推广方程包括的7个参数只有5个是独立的,在高于德拜温度时,只需要4个参数。对典型金属及两种非金属材料计算的结果与实验符合得很好。