高压熔化的自由体积理论

 根据液体的自由体积理论导出了高压熔化的积分表达式。利用熔点处粒子的自由体积与其平均体积之比很小这一特性,给出了简化的自由体积高压熔化公式,简化公式具有与通常使用的高压Lindemann熔化公式完全相同的形式。初步探讨了Lindemann定律的物理内涵。     

高温高压下Zr2AlC的结构及热学性质的第一性原理

利用密度泛函理论研究了高温高压下Zr₂AlC的结构和热力学性质,计算得到Zr₂AlC的晶格参数与实验值符合较好．研究了Zr₂AlC的弹性常数、体模量、剪切模量和杨氏模量等力学性质随压力变化的趋势．同时研究了维氏硬度随压力的变化趋势．通过计算得到的杨氏模量预测了Zr₂AlC的弹性各向异性．最后,基于准简谐德拜模型,成功预测了Zr₂AlC的德拜温度、热容、热膨胀系数和Grüneisen参数随着压强和温度的变化关系.     

160 GPa压力范围内重新标定的红宝石压标

 在同一理论框架内,基于冲击Hugoniot和热力学参数计算了Al、Cu、W、 Au、Pt、Ta、Ag、Mo、Ni、Co和Zn的300 K等温压缩线,并结合现有静高压实验数据,在160 GPa压力范围内重新标定了红宝石压标。所采用的两种红宝石压标形式的标定结果分别为A=1 923.4 GPa、B=9.75和m=1 889.0 GPa、n=5.48,两者具有非常好的自洽性,200 GPa压力范围内确定的压力偏差小于2.1 GPa。基于提出的红宝石压标,重新计算了3组Au等温压缩实验的加载压力。固定等温体模量为167 GPa,重算的实验数据拟合至Vinet物态方程所得等温体模量对压力的一阶偏导为5.95,与超声实验数据非常吻合。     

Thermodynamics and elastic properties of Ta from first-principles calculations

<正>Within the framework of the quasiharmonic approximation,the thermodynamics and elastic properties of Ta, including phonon density of states(DOS),equation of state,linear thermal expansion coefficient,entropy,enthalpy, heat capacity,elastic constants,bulk modulus,shear modulus,Young’s modulus,microhardness,and sound velocity, are studied using the first-principles projector-augmented wave method.The vibrational contribution to Helmholtz free energy is evaluated from the first-principles phonon DOS and the Debye model.The thermal electronic contribution to Helmholtz free energy is estimated from the integration over the electronic DOS.By comparing the experimental results with the calculation results from the first-principles and the Debye model,it is found that the thermodynamic properties of Ta are depicted well by the first-principles.The elastic properties of Ta from the first-principles are consistent with the available experimental data.     

多体相互作用对高压固氦状态方程的影响

采用量子化学自洽场方法及原子团簇理论对固氦晶格原子势能进行多体展开，定量确定了最近邻原子间距R在0.26—0.175nm之间，短程的两体到五体相互作用对晶体结合能及压缩特性的贡献，并对不同间距下多体展开式的截断位置进行了讨论. 结果表明：当最近邻原子间距R在0.26—0.175 nm之间取值，在具有hcp相结构的晶格中，氦原子势能的多体展开式是一收敛的交错型级数，该级数中两体项、四体项为正值，而三体项、五体项为负值. 当R在0.26—0.23 nm之间取值时, 仅保留级数中两体和三体项就能很好地描述晶格原子势能；当R在0.23—0.20 nm之间取值，多体展式需要展开到四体相互作用项；当R在0.20—0.175 nm之间取值必须再加入五体项贡献. 考虑到五体相互作用后，理论计算已能圆满地解释目前固氦等温压缩数据，其最大压力达 60GPa. 关键词： 固氦 状态方程 多体相互作用     

用多次冲击压缩方法研究稠密氢氦等摩尔混合气体的物态方程

采用液氮冷却以及气体增压技术，制备了～30MPa及～90K初始状态的氢、氦等摩尔混合气体样品.以二级轻气炮作为加载工具，用不同灵敏度设置的两套多通道瞬态高温计系统获得完整、清晰的稠密氢、氦混合气体多次冲击压缩过程的光谱辐射强度信号.并建立起相应的实验数据处理和分析技术，获得了5—140GPa范围内氢、氦混合气体一至五次冲击雨贡纽物态方程，以及一次、二次和四次冲击温度实验数据.流体变分理论和离解模型用来分析和解释所获得的测量结果. 关键词： 氢、氦混合气体 多次冲击压缩 光谱辐射强度历史 物态方程     

First-Principles Calculations for Thermodynamic Properties of Perovskite-Type Superconductor MgCNi3

The ground state properties and equation of state of the non-oxide perovstdte-type superconductor MgCNi3 are investigated by first-principles calculations based on the plane-wave basis set with the local density approximation （LDA） as well as the generalized gradient approximation （GGA） for exchange and correlation, which agree well with both theoretical calculations and experiments. Some thermodynamic properties including the heat capacity, the thermal expansion coefficient and the Griineisen parameter for perovskite structure MgCNi3 are obtained. The dependences of these thermodynamic properties on pressure and temperature are given for the first time.     

液氘Hugoniot曲线的理论计算

 用液体变分微扰理论加量子力学修正和指数6（EXP-6）相互作用势，计算了液氘的一次和二次冲击压力为0～80 GPa范围Hugoniot曲线。计算结果表明：冲击压力与实验符合较好。但冲击温度明显高于实验值，对其偏高的原因进行了探讨。     

低孔隙度疏松铝的高压声速与冲击熔化

对含微孔洞疏松度m=1.04的疏松铝进行了冲击加载-卸载实验,利用DISAR(distance interferometer system for any reflector)测得了53至99 GPa五个冲击压力下疏松铝/LiF界面粒子速度波剖面,获得了各压力下的纵波声速和其中三个压力点的体波声速,确定出疏松铝的冲击熔化压力约为81 GPa,确定出高压下冲击熔化前的泊松比约为0.372.通过分析,微孔洞明显降低了冲击熔化压力,引起的非谐振效应明显,状态方程计算中考虑非谐效应,非谐因子l 关键词： 低孔隙度 疏松铝 声速 冲击熔化     

Parallel Molecular Dynamics Simulations of Ejection from the Metal Cu and Al Under Shock Loading

Large-scale non-equilibrium molecular dynamics simulations are used to investigate the ejection of the metal under a shock loading. The present work focus on the dynamic process of ejection from the metal Cu and Al surface groove under shock loading, using parallel MD implementation and the Morse potential. The ejected mass coefficient and the size distribution of ejected particles （cluster for atoms） are investigated with changes of the half-angle or the depth of groove and shock strength.