飞秒激光离焦抽运熔融石英产生超连续白光的实验研究

利用飞秒激光在熔融石英介质中传输产生能量达数毫焦、波长范围覆盖400-900 nm 且光谱分布较为均匀的超连续白光,实验过程中将熔融石英介质离焦放置以避免被击穿. 研究了入射激光能量以及介质离焦距离对超连续白光特性的影响. 结果表明采用高能量的入射激光脉冲离焦抽运介质的方法能够有效避免介质 击穿损伤并提高超连续白光脉冲的能量输出.     

高压下岩浆凝固对岩石圈力学状态的影响

板块构造活动与岩石圈密切相关,是地震等重大地质活动的物理源,但其动力机制尚不清楚。为此,通过分析地球内部处于高压环境的岩浆凝固对岩石圈力学状态的影响,探究板块运动的力源机制。地球作为一个整体不断向外太空散发热量,内部是处于高压高温下的液-固共存状态。自地球形成以来,熔融岩浆的凝固过程持续至今,液-固转变将导致地球内部的密度变化和潜热释放,从而降低刚性岩石圈底部的压力及其支撑力。研究发现,岩石圈的强度不足以支撑其自重,底部的压力(强)波动会使其力学结构失稳。受刚性、脆性岩石圈的约束,地球内部处于高压环境的岩浆凝固必然导致岩石圈力学状态发生变化,在重力作用下,板块之间的相互作用加剧,局部应力积累会超过岩石的强度极限,导致岩石圈内部发生破裂,所积累的应力通过地震等地质活动形式在岩石圈薄弱地带释放,并自我调整以达到新的力学平衡,而板块边界就是岩石圈的最薄弱区域,所以该区域的地震活动频繁发生。上述过程是不断重复的,这就是板块运动驱动力的来源。     

C3N4晶体的高温高压合成

用有机物C₃ N₄H₄作为初始原料 ,Ni基合金作触媒,在压力为 7GPa ,温度为1 400℃条件下 ,10min内合成出长为 1～ 4μm ,截面尺寸为300 nm左右的碳氮棒状晶体.提出了在高温高压条件下合成碳氮晶体时选择初始原料的一般性原则     

重力及微重力条件下Pd40Ni40P20合金凝固组织中溶质原子的分布特征

研究了Pd₄₀Ni₄₀P₂₀合金在重力（1g）及微重力（μg）条件下凝固组织中溶质原子的分布．与重力条件相比，微重力条件下凝固的样品组织中，初生相的P含量较低，而Pｄ的含量较高；共晶区域内的平均P含量较高而平均Pｄ含量较低．深入分析初生树枝晶一次枝晶间距Ｌ与冷却率υ以及固液界面前沿液相中溶质综合输运系数D的相互关系，发现地面条件下的固液界面前沿液相中溶质综合输运系数D_1g比空间的D_μg大1.7倍． 关键词：     

金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度

不同于延性介质,脆性介质的失效破坏严重制约着材料的强度.本文采用一种定量描述脆性介质力学性质的格点-弹簧模型,研究了金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度及其细观损伤机理,有助于避免灾变破坏、提高冲击强度.在模型中,通过构建不同体积分数比的金刚石和碳化硅两相复合材料,模拟获得了经受冲击波压缩形变后的宏观波剖面,显示出随着金刚石颗粒含量增加,冲击强度逐渐增大,而后减小;对应于这种变化,损伤演化分析揭示出存在三种细观损伤模式,当金刚石颗粒含量在10%—50%范围内增加时,长距离扩展滑移带占主导;当金刚石颗粒含量为70%时,滑移带已由长距离扩展演化为短细滑移带,损伤主要来自于碳化硅基体,多数金刚石颗粒未发生损伤;当金刚石颗粒含量超过70%的临界值后,短细滑移带也将被强烈限制,应力集中致使金刚石颗粒被严重损伤,冲击强度下降.研究结果为优化设计金刚石-碳化硅超硬复合材料以及制备新型抗冲击材料提供了物理认知.     

Zr65Cu17.5Ni10Al7.5合金定向凝固组织特征及其与重力场取向的关系

研究了Zr₆₅Cu_17.5Ni₁₀Al_7.5合金定向凝固过程中组织形态的演变特征，探索了不同的凝固方向与重力场方向间的相互取向关系对凝固组织形态的影响.存在着一个临界抽拉速度V_fc,当抽拉速度大于该临界值时组织方向性变差.该合金本身的物理性质决定了它具有一个较小的临界值(V_fc=5mm/min).不同的凝固方向与重力场的相对取向关系改变了液-固界面前沿的浮力对流状态.当凝固方 关键词：     

利用围压提高二级大腔体静高压装置压力极限的初步实验探索

采用基于国产铰链式六面顶压机二级6-8型大腔体静高压装置中的10/4(即八面体传压介质边长为10mm,二级WC-Co硬质合金立方块截角边长为4mm)组装,选择不同的围压材料和传压硬质合金台棱、圆片,在室温下用ZnTe的高压相变对压腔进行了压力标定。实验结果表明,叶蜡石是较合适的围压材料;但由于传压台棱、圆片自身强度的限制,及一级压腔形成的围压值较低等原因,致使实验没有达到预期的末级压砧围压增强效果。通过结合两种压腔的力学简化模型分析得知,围压材料与二级增压装置的预密封边共同形成了二级压腔的密封边,该大面积密封边消耗了系统的大部分加载力,因此在围压实验中没有观测到二级6-8型大腔体静高压装置压力极限的提高。     

锗在高压下固化时的相演化及动力学成因

 报道了锗在高压下固化时亚稳相的形成和转化。通过原位观测锗在高压下固化过程中的电阻变化、差热信号，并结合X射线衍射分析，详细讨论了锗在高压下固化时的相演化行为。在我们所进行的实验条件下，当压力大于4 GPa时，熔态锗首先固化成金属锗，然后再向GeⅠ或GeⅢ相转变。还讨论了压力对锗的固化动力学参数的影响。     

复合型多晶金刚石末级压砧的制备并标定六面顶压机6-8型压腔压力至35GPa

通过分析二级6-8型大腔体静高压装置八面体压腔的受力状况, 研制了一种使用成本低、尺寸大且易于加工的多晶金刚石-硬质合金复合二级(末级)顶锤(压砧). 采用原位电阻测量观测Zr在高压下相变(α-ω, 7.96 GPa; ω-β, 34.5 GPa)的方法, 标定了由多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧构建的5.5/1.5(传压介质边长/二级顶锤锤面边长, 单位: mm)组装的腔体压力. 实验表明, 自行研制的多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面顶压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20 GPa提高到35 GPa以上, 拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围. 应用这一技术, 我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化, 在基于国产六面顶压机的二级6-8 型大腔体静高压装置压腔中产生超过50 GPa的高压. 关键词： 二级6-8型大腔体静高压装置 多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧 压力标定     

三元铁基金属氮化物的高压复分解反应合成北大核心CSCD

以二元金属氧化物(氧化铁、氧化钴、氧化镍)和六方氮化硼为反应前驱体,在大腔体压机提供的高温高压条件下(5GPa、1 673K),通过发生复合高压固相复分解(HPSSM)反应合成组分可调控的三元铁基金属氮化物圆球状块体材料ε-Fe_(3-x)M_xN_(1+δ)(M=Co,Ni)。并利用X射线粉末衍射(XPD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等多种材料表征手段对高压合成的三元铁基金属氮化物进行结构表征,同时基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算探究压力对HPSSM反应的影响。研究结果表明,高压密闭环境有利于制备高质量金属氮化物,HPSSM反应合成法是制备铁基金属氮化物块体材料的一种有效方法。