铋的固相及液相多相状态方程研究

铋在高温高压下存在一系列复杂相结构,相变伴随着密度、内能等物理性质的改变.采用半经验三项式Helmholtz自由能表达式,构建了铋的五个固相及液相的多相状态方程,其中离子热振动自由能计算基于经典平均场理论给出的平均场势函数模型开展.研究结果表明,状态方程计算给出的铋的相图、等温压缩线、液相的温度-密度曲线以及冲击Hugoniot线等均与实验测量符合较好,故可认为本文构建的铋的多相状态方程具有良好的参数合理性以及模型适用性.     

斜波压缩下锡的相变动力学特性

利用磁驱动加载装置(CQ-4)和高精度速度测试装置(DPV),开展了斜波加载下锡的动态压缩实验。实验结果表明:锡在加载阶段经历了弹塑性转变和相变等物理过程,相变压力约为7.5 GPa。β–γ相变对应的特征速度随着锡厚度的增加,从676.3 m/s减小到636.8 m/s,对应的压力从7.62 GPa降低到7.11 GPa。结合Hayes多相状态方程和非平衡相变动力学模型,对锡的斜波压缩实验过程进行了模拟,数值计算结果可以较好地描述锡在加载阶段的弹塑性转变和相变等物理过程。讨论了体模量在不同热力学过程中的物理形式,计算结果显示,斜波压缩过程需考虑压力对体模量的修正。分析了相变弛豫时间、体模量等典型物理参数对速度波形的影响,结果表明,相变弛豫时间和各相初始自由能主要影响混合区部分速度波形,γ相的体模量参数只影响相变后的速度波形,β相的体模量参数会影响整体速度波形。     

自适应多分辨率方法在反应多相流数值模拟中的应用

将自适应多分辨率方法应用到刚性气体状态方程CJ模型的数值模拟,采用多相流问题的守恒锐利界面格式,通过level-set方法和虚拟流体方法来追踪和处理界面,能够很好地处理时间尺度较大的界面交互问题.利用金字塔型数据结构和多分辨率自适应方法,提高算法的存储效率和计算效率.给出一维和二维的数值算例,证明该算法在反应多相流数值模拟中的稳定性和高效性.     

Grüneisen状态方程的数值解及其应用

从Grüneisen状态方程、冲击绝热关系出发,给出求解相关微分方程组的Runge-Kutta法格式.研究钨材料的内部压力、Grüneisen系数、冷压、冷能与比体积之间的数值关系,得出Grüneisen系数、冷压、冷能及常温下压力随比体积的变化曲线.计算给出的压力一比体积关系同实验数据符合较好.在此基础上给出两个压缩状态(比体积分别为V1,V2)下压力随温度变化的曲线,说明温度的变化对压力的影响小于比体积变化的影响.     

介绍一种在电子衍射实验中高压校准的方法

在电子衍射实验中，高压的校准通常很繁．本文介绍一种校准高压的同易方法，与通常采用内拍法校准高压的方法相比，具有直观、省时等优点．     

多光谱多光轴自动校准技术

分析了具有红外、电视和激光的光电仪器进行多光谱多光轴自动校准的方法.指出在武器系统的设计中,如果条件允许,可在光电仪器的后方设置一个校准棱镜箱(或折反式自准凹面镜组件),以便在控制电路中加入电十字线跟踪产生器等功能单元,使武器系统实现行进间或飞行中自动校准.     

铝的等温状态方程

 采用原位高压同步辐射X射线衍射技术,利用金刚石对顶砧（DAC）装置产生高压,选用高纯NaCl粉末作为传压介质与标压物质,在室温下、21.5 GPa的压力范围内,测定了铝的等温状态方程。利用Murnaghan方程对实验结果进行了数值拟合,得到铝的零压体弹模量及其一级压力导数分别为B₀=(77±2) GPa,B₀′=4.8±0.3。该结果同相关文献资料报导的值在误差范围内符合得很好,略显得较大,这是由于传压介质NaCl的非静水压效应所致。在实验所达到的压力范围内,未发现明显的相变迹象。     

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。     

Hg1-xCdxTe在高压下的电学性质、状态方程与相变

在金刚石压砧装置上,采用电阻和电容测量方法研究了Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ（ｘ＝０．１９,０．２２）在室温下、２０ＧＰａ内的电阻、电容与压力的关系。实验结果表明：它们分别在０．７～１．８ＧＰａ与８．６ＧＰａ左右以及在１．６ＧＰａ左右与８．３ＧＰａ左右发生了两次电子结构相变;分别在２ＧＰａ左右与８．６ＧＰａ以上以及在１．６ＧＰａ左右与８．３ＧＰａ以上发生了两次晶体结构相变。同时,还在活塞－圆筒式ｐ－Ｖ关系     

MgSiO3状态方程的分子动力学模拟

利用分子动力学方法,研究了高温高压下钙钛矿结构MgSiO_3的状态方程。研究表明,分子动力学模拟结果精确地再现了广泛温度和压强范围内MgSiO_3的摩尔体积。在300 K压强上升到140 GPa模拟的MgSiO_3状态方程和有效的实验值、他人的拟合值以及基于局域密度近似的第一原理计算结果基本一致。并且更高温度和更高压强下模拟的MgSiO_3状态方程和他人的计算值吻合的很好。另外,还分别计算了300、900、2000和3000 K压强上升到120 GPa时MgSiO_3的体积压缩率。     

高温高压下碳的状态方程及相变理论研究

 研究了高温高压下三相碳（石墨、金刚石、液相碳）的状态方程，包括高压下石墨到金刚石的固-固相变以及高温下石墨和金刚石的熔解曲线。计算所得到的金刚石熔解曲线具有正的斜率，石墨-金刚石-液相三相点为4 400 K，14 GPa左右。     

皮秒激光在激光状态方程靶制备中的应用

介绍了激光状态方程靶中金属薄膜台阶的切割方法。采用皮秒激光加工技术切割了宽度百μm量级的金属薄膜台阶,研究了金属薄膜台阶宽度控制的方法,讨论了切割过程中产生热效应的因素,优化了激光加工参数。实验加工中,采用加工的参数:功率为0.5W,脉宽10ps,波长355nm,扫描速率为100mm/s,获得了宽度400μm和120μm的金属薄膜。测量结果表明,金属薄膜的宽度能精确控制,切割后金属薄膜表面质量能保持切割前的质量。     

皮秒激光在激光状态方程靶制备中的应用

介绍了激光状态方程靶中金属薄膜台阶的切割方法。采用皮秒激光加工技术切割了宽度百m量级的金属薄膜台阶,研究了金属薄膜台阶宽度控制的方法,讨论了切割过程中产生热效应的因素,优化了激光加工参数。实验加工中,采用加工的参数：功率为0.5 W,脉宽10 ps,波长355 nm,扫描速率为100 mm/s,获得了宽度400 m和120 m的金属薄膜。测量结果表明,金属薄膜的宽度能精确控制,切割后金属薄膜表面质量能保持切割前的质量。     

用激光驱动冲击波测量高压状态方程的初步实验

 本文扼要介绍了以激光状态方程实验为目的而开展的铝靶烧蚀参数测量和激光冲击波实验，报道了这些实验的结果。     

CdTe的状态方程及其高压相变

 用金刚石压砧高压X光衍射技术研究了Ⅱ-Ⅵ族化合物CdTe的室温状态方程和室温高压相变。实验的最高压力达39.2 GPa。实验中发现CdTe从(3.3±0.1)GPa开始从闪锌矿结构相相NaCl结构相转变，相变时体积收缩15.8%；从(10.3±0.2)GPa开始从NaCl相向β-Sn结构相转变，相变时无体积突变；在(12.2±0.2)GPa由β-Sn相向正交结构相转变，相变时也无体积突变。CdTe的压缩数据用最小二乘法以Bridgman状态方程和Murnaghan状态方程拟合，得到其零压时合相变压力时各个相的体弹模量及体弹模量的压力微商，并与其它的实验合理论结果进行比较。     

CuO在高压下的状态方程、电学性质与相变

 在活塞－圆筒式高压装置上研究了CuO在4.5 GPa内的p-V关系，给出了它的状态方程、格临爱森参数γ₀、体积模量B₀以及B₀的压力导数B₀'。在金刚石压砧装置上，采用我们建立的电阻、电容测量方法研究了CuO在22 GPa内电阻、电容与压力的关系。实验结果表明，CuO的电阻和电容在一些压力下都发生了突然的变化。这些变化可能与CuO内部的电子结构和晶界处的结构状态变化有关。     

锡基钙钛矿的研究进展及其在发光二极管中的应用

卤化铅钙钛矿由于具有高吸收系数、高载流子迁移率、高缺陷容忍度和高光致发光效率等优越的光电子性能,近年来引起了人们的广泛关注.然而,可能阻碍其商业应用的关键是铅元素的存在引起的毒性问题.为了解决这一毒性问题,谨慎而有策略地用其他无毒候选元素替代Pb2+是一个很有前途的方向.锡具有和铅相似的结构和性质,是目前最有希望替代铅...     

高压下碱卤晶体的状态方程

 从碱卤晶体总相互作用势能出发,得到了一个状态方程。在不存在压致转变的压力范围内,该方程能够很精确地描述室温时碱卤晶体在高压下的等温压缩行为。还进一步讨论了体积弹性模量和其压力导数之间的关系。计算结果与实验结果符合得很好。     

静-动加载相结合的材料状态方程实验平台的研制

根据神光-Ⅱ第九路高功率激光加载的特点,对传统静高压金刚石压砧装置进行了改进和优化设计,研制出了适合高功率激光加载条件下材料宽域状态方程研究的新型静高压靶.在神光-Ⅱ高功率激光装置上建立了基于静高压金刚石压砧和动高压激光相结合的材料宽域状态方程研究平台.利用这一平台开展了超纯水的宽域状态方程实验探索,获得了较好的实验结果.     

BaCuO2.5在高压下的状态方程与电学性质

 在活塞-圆筒式高压装置上研究了BaCuO_2.5在4.5 GPa内的p-V关系,给出了其状态方程、Grüneisen参数γ₀、零压体弹模量B₀以及B₀的压力导数B′₀。并在金刚石压砧装置（DAC）上测量了样品的电阻、电容随压力变化的关系,结果表明在0~20 GPa内没有发生相变。