二级6-8型静高压装置厘米级腔体的设计原理与实验研究

利用大腔体静高压装置的实验数据,提出了"极限压缩体积比"的概念以及腔体与组装设计的一般性原理。通过对极限压缩体积比的分析,设计出了样品腔体达到厘米级的36/20(正八面体传压介质边长为36mm/末级压砧正三角形截角边长为20mm)组装。采用原位电阻观测Bi(Ⅲ-Ⅴ,7.7GPa),ZnTe(Ⅰ-Ⅱ,5GPa;Ⅱ-Ⅲ,8.9~9.5GPa;半导体-金属,11.5~13.0GPa)和ZnS(半导体-金属,15.6GPa)在高压下相变的方法,标定了36/20组装的腔体压力。实验结果表明所设计样品腔的尺寸大于10mm,压力可以达到15GPa以上。本工作使得基于国产6×2 500t(吨)铰链式六面顶压机的二级6-8型静高压装置在高压实验研究中具有更加广阔的应用前景。     

B_6O/TiB_2复合材料的高温高压反应烧结

以B和TiO2为初始原料,依据压力可抑制原子长程扩散的动力学效应,通过高温高压(4~5GPa,1 200~1 500℃)一步反应烧结法制备B6O/TiB2复合材料。当B和TiO2物质的量之比为14.0∶0.8时,在5GPa、1 200℃、保温30min条件下得到的烧结样品性能较好,非晶硼(纯度93%~94%)过量混合粉末样品的硬度最高约为29GPa,高纯晶体硼(纯度99.99%)过量混合粉末样品的硬度最高约为32GPa,相对密度可高达99%。实验结果表明:高压抑制晶粒过度长大,同时又有利于B6O的合成,使其合成温度比常压下有所降低;在高压反应烧结过程中,合成的第二相TiB2晶粒和样品中的非晶相有效地消耗了残余应力,起到了增韧作用。     

一种新的快速凝固方法快速卸压淬火

对于固化温度随压力升高而降低的熔体，在适当的初始温度和压力下快速卸压，将使熔体快速固化.给出了通过快速卸压而获得相应过冷速率的计算公式，并用Al-Ge系统对这种新的快速凝固方法进行了评估.实验结果表明用此种方法能获得大于10⁵K·s^-1的过冷速率，因而有利于制备大块亚稳材料甚至非晶.同时，通过快速卸压而实现快速凝固的原理，可用于解释物质在冲击压作用下的非晶化及亚稳相形成. 关键词：     

微重力条件下Pd77.5Au6Si16.5合金的凝固组织形态

研究了地面正常重力及卫星搭载微重力条件下Pd_77.5Au₆Si_16.5 合金的凝固组织形态的差异 .发现重力条件下的凝固组织为典型的树枝状初生相和典型的层片状共晶组织 ;而微重力条件下的初生相呈粒块状 ,共晶组织为网络状 .凝固组织形态的差异主要是由于合金类型 (初生相Pd₃Si为化合物结构类型 )以及重力引起的浮力对流增大了界面前沿液相原子的传递能力、减小了溶质边界层的厚度使得晶体长大速度增加造成的     

Evidence for a High-Pressure Isostructural Transition in Nitrogen

We observed an isostructural phase transition in the solid nitrogen λ-N₂ at approximately 50 GPa accompanied by anomalies in lattice parameters, atomic volume and Raman vibron modes. The anomalies are ascribed to a slight reorientation of the nitrogen molecules, which does not seem to affect the monoclinic symmetry(space group p2_1/c). Our ab initio calculations further confirm the phenomena, and suggest an optimized structure for the λ-N₂ phase. In addition, a ne...     

氧原子在Pt(111)表面和次表层的吸附与扩散

氧原子在Pt表面的吸附和扩散是理解氧化和腐蚀等问题的基础.基于密度泛函理论和周期平板模型研究了氧原子在Pt(111)表面及次表层的吸附,通过扫描隧道显微镜(STM)的理论计算分析了吸附的结构特征.采用CI-NEB方法讨论了氧原子在Pt(111)表面和次表层的扩散过程.研究结果表明氧原子在Pt(111)表面的扩散比较容易,而氧原子向次表层的扩散相对较难,这主要是因为次表层的扩散需要经过一个Pt原子层,必须克服一定的能垒,从而说明过渡金属Pt具有很强的抗氧化性.     

六面顶压机立方压腔内压强的定量测量及受力分析

将六面顶压机立方压腔内置入电路,采用原位电阻测量确定Bi,Tl,Ba相变的方法,标定了压腔内不同位置的压力(强).通过标定立方压腔顶锤表面的压力并结合计算,分别得到了外部加载与压腔密封边受力以及合成腔体受力的对应关系.实验分析结果表明,随着外部加载的增加,当腔体压力达到5 GPa时,消耗在压腔密封边上的加载急剧上升,消耗在合成腔体的加载趋于不变,从而导致立方压腔压力达到上限.利用实验结果,分析了立方压腔在高压下的受力状态,解释了立方压腔的压力难以超过7 GPa的原因.结合立方压腔的几何结构,通过理论分析,提出了采用高体弹模量的物质作为传压介质,同时采用低体弹模量的物质作为密封边提高立方压腔压力上限的可行方案.通过定量标定叶腊石压腔轴向的压力梯度,给出了压腔内沿对称轴不同位置压力值的计算方法,此方法可为高压实验提供更精确的压力数据.     

透明陶瓷的超高压制备研究进展

透明陶瓷是一种具有广阔应用前景的新一代无机非金属材料。本文介绍一种非传统的透明陶瓷制备方法——超高压烧结。相对于传统的制备方法,超高压烧结具有烧结温度低、烧结时间短、致密度高、抑制晶粒长大等特点,对制备纳米结构透明陶瓷具有独特的优势。着重介绍了近年来超高压烧结透明陶瓷的研究成果和进展,包括钇铝石榴石(YAG)、镁铝尖晶石、氧化铝等常见透明陶瓷的超高压低温烧结,以及纳米聚晶金刚石(NPD)、B-C-N、Si3N4等超硬透明陶瓷的高温高压制备,并对透明陶瓷的高压烧结机理进行分析和总结。     

应用于高压科学研究的国产铰链式六面顶压机技术发展历程

国产铰链式六面顶压机是我国独立发展起来的大腔体高压装置,经过50多年的不断发展,在工业高压合成和高压科学研究领域取得了丰硕成果,在国际上占据一席之地。本文仅以四川大学高压科学与技术实验室在国产铰链式六面顶压机应用于高压科学研究的技术研发为镜,展示国产铰链式六面顶压机大腔体高压装置在应用于高压科学研究领域的发展历程和技术特点,以利于该装置在今后的研发过程中继续保持和发挥其独特性能,为我国工业高压合成和高压科学研究发挥更大的作用。     

γ-AlON晶体电子结构和光学性质研究

本研究在基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)框架下, 采用局域密度近似(LDA)和赝势平面波方法, 计算了平衡结构尖晶石型γ -AlON的态密度和光学性质参数．结合表征电子结构的态密度, 分析了γ -AlON在0—30 eV范围内的复介电函数以及由其导出的折射率、反射谱、 吸收谱等．理论计算得出: γ -AlON零频介电常数ε₁(0)=2.60, 折射率n₀=1.61, 在红外到近紫外以及20.23 eV以上的紫外波段,其光吸收趋近于零, 表现为光学透明. 理论计算结果与相关实验数据相一致, 为γ -AlON在光学窗口及头罩材料等方面的应用提供了理论依据和参考.