2006年  第20卷  第3期

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研究论文
高压下TiN等结构相变的第一性原理研究
车立新, 李岩, 崔田, 张淼, 牛英利, 马琰铭, 邹广田
2006, 20(3): 225-229 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.001
PDF (821)
摘要:
利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法和线性响应理论,研究了TiN的物态方程、电子能带结构和声子色散曲线随压强的变化关系。结果表明:TiN 的电子能带结构并未随着压强的增加而出现反常,没有出现电子的拓扑结构相变;零压下出现软化的声子模式并没有随着压强的增加而继续软化。因此可以认为在0~12 GPa 压强范围内,TiN 发生等结构相变的原因不是由于电子的拓扑形貌发生变化和声子软化引起的。
名义成分为La1.0Ca2.0Mn2O7锰氧化物的压阻效应
朱嘉林, 刘振兴, 禹日成, 李凤英, 靳常青
2006, 20(3): 230-236 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.002
PDF (775)
摘要:
利用低温高压电阻原位测量装置(自箝铍青铜活塞-圆筒式压砧),在0~1.05 GPa静水压力范围内,对以层状钙钛矿结构为主相、名义成分为La1.0Ca2.0Mn2O7的锰氧化物样品进行了压阻效应研究。实验观测到异常的压阻效应。在低温5~150 K范围内,压力为0.55 GPa时,样品呈现出高达40%的压阻效应,而且,金属-绝缘体相变温度在低压范围内随压力的增加而增加,但随着压力的进一步增加而减小。
铝粉点火微观机理的光谱研究
胡栋, 叶松, 吴旌贺, 炎正馨, 李萍, 孙珠妹
2006, 20(3): 237-242 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.003
PDF (820)
摘要:
铝粉是一种含能高的材料,它被广泛地添加到含能材料中。利用3台单色谱仪和OMA谱仪等多种谱仪技术,研究了铝粉在几种不同环境下的快速反应微观特性。研究表明:铝粉冲击波点火的临界条件和铝粉的物理状态相关。微米铝粉点火的临界温度为2 100 K,它接近Al2O3的熔化温度。它表明,在空气中容易氧化的微米铝粉点火,必须使铝粉表面的氧化层熔化。在气相反应中,微米铝粉和氧的反应是主要的;和水的反应是次要的。减小微米铝粉的颗粒尺寸,可以明显提高快速反应温度。 含铝复合燃料中的液体燃料反应后的铝粉才能参与反应;铝粉添加至气相反应介质后将明显提高反应温度。
压缩CO2中聚合物玻璃化转变温度的实验研究
李志义, 孟庭宇, 刘学武, 王轶, 胡大鹏
2006, 20(3): 243-248 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.004
PDF (957)
摘要:
玻璃化转变温度(Tg)是聚合物重要的特性参数,压缩CO2环境中聚合物的玻璃化转变温度的测定,更是超临界流体技术在聚合物科学领域中成功应用的前提条件。根据蠕变柔量实验原理,自建一套测定高压环境下玻璃化转变温度的实验装置。利用该装置对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在大气中及压缩CO2环境中的Tg进行了测定。设定实验的平衡吸附温度为室温,平衡吸附压力范围分别为:PET,0~3.5 MPa;PS,0~11.0 MPa;PVC,0~9.0 MPa;PMMA,0~4.5 MPa。在大气中测定的结果与文献中的结果相吻合,表明所设计的实验方法及实验装置是可靠并有效的,可用于高压环境下聚合物的玻璃化转变温度的测定。从压缩CO2中的聚合物Tg测定结果可以看出,CO2对聚合物具有较明显的溶胀、增塑作用,可显著降低聚合物的Tg。
多介质流动数值计算中的界面处理方法
张学莹, 赵宁, 王春武
2006, 20(3): 249-256 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.005
PDF (899)
摘要:
求解Riemann问题得到界面接触间断的流动状态,并以此构造带状区域的虚拟流体状态,对于多维问题设计了一种方便有效的算法。同时求解耦合的守恒形式欧拉方程组和非守恒界面捕捉方程,并用Level-Set函数捕捉界面,数值计算采用高分辨率MWENO格式。最后对可压缩多介质流动问题进行了数值模拟。
泥质岩及其变质脱水产物中含水矿物稳定性的实验研究
李营, 唐红峰, 刘丛强, 周志华
2006, 20(3): 257-264 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.006
PDF (826)
摘要:
俯冲带沉积物(岩)的变质脱水作用对俯冲带流体组成、矿物和同位素组成及岛弧岩浆演化具有深远影响。以天然泥质岩为研究对象,通过高温高压实验,确定了1.5~3.5 GPa、746~930 ℃条件下,俯冲带沉积物中绿泥石、绢云母及其脱水后产物角闪石和黑云母在俯冲带的稳定范围,绘制了高温高压条件下泥质岩体系相图。研究结果表明,在泥质岩体系中,绿泥石是最早发生变质脱水的矿物,在俯冲带50 km深度以上全部分解,其分解产物角闪石可携带流体进入到俯冲带85 km处,黑云母则可俯冲至120 km或更深的深度,据此可知,在俯冲带深部,沉积物完全脱水的深度范围(120 km)要大于蚀变洋壳(90~100 km)。
应力各向异性对铁磁/反铁磁双层薄膜磁性质的影响
荣建红, 云国宏
2006, 20(3): 265-269 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.007
PDF (778)
摘要:
采用铁磁共振方法,研究了交换各向异性和应力各向异性对铁磁/反铁磁双层薄膜性质的影响。结果表明:界面交换作用导致单向各向异性,应力各向异性对材料的磁化难易程度有较大影响。在外磁场方向接近应力场方向时,共振频率向高值方向移动,其它区域共振频率则向低值方向移动。对频率线宽而言,接近应力场方向,频率线宽加宽,其它区域频率线宽则变窄。此外,当磁场变化时,应力的存在使得共振频率向低值方向移动,尤其在=方向情况较为复杂,在弱场范围出现了两个区域:即在某磁场范围内,共振频率向高值方向移动,且频率线宽加宽;而其它范围的共振频率(线宽)是向高值方向移动(加宽)还是向低值方向移动(变窄),取决于外磁场的相对强弱。
大锥角罩聚能装药射流理论计算方法
谭多望, 孙承纬
2006, 20(3): 270-276 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.008
PDF (900)
摘要:
运用平面爆轰驱动理论计算大锥角装药的药型罩加速过程,再结合射流分析理论,建立了大锥角聚能射流理论计算方法,并编制了射流分析程序ASCC(Analytical Shaped Charge Code)。通过与实验、数值模拟计算结果的比较,说明该方法是可行的,可以有效地计算大锥角罩的射流参数。
高压高温下B2O3与Mg和Li3N的反应
苏作鹏, 张铁臣, 杜勇慧
2006, 20(3): 277-280 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.009
PDF (858)
摘要:
通过B2O3与Mg和Li3N分别在不同温度压力条件下的反应,用X射线方法研究了生成物的物相。当采用Mg与B2O3为原料时,其产物是Mg3B2O6;用Li3N与B2O3反应时,产物中除了Li3BO3,还有立方氮化硼(cBN)生成。这表明,当原料中含有相同数量B2O3时,用Mg和Li3N分别作触媒合成立方氮化硼,将得到不同的结果。
镁橄榄石和顽辉石的高温高压合成
杜勇慧, 张铁臣, 苏作鹏, 崔启良
2006, 20(3): 281-284 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.010
PDF (879)
摘要:
用国产六面顶压机,在温度为1 000~1 500 ℃和压力为2~5 GPa的高温高压条件下,对氧化镁(MgO)和二氧化硅(SiO2)混合粉末样品进行了处理。通过对所得产物的观察与X射线衍射分析结果表明,在较宽的压力范围内,可以得到镁橄榄石(Mg2SiO4)单晶体和顽辉石(MgSiO3)单晶体。讨论了地幔物质镁橄榄石(Mg2SiO4)和顽辉石(MgSiO3)的生成条件、生长特性及相变关系。
-MnO2高压相的从头计算模拟
李玉娟, 巫翔, 秦善, 吴自玉
2006, 20(3): 285-290 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.011
PDF (902)
摘要:
基于密度泛函理论(DFT),用完全势能线性缀加平面波方法(FPLAPW)计算模拟了MnO2的同质多相变体(金红石型结构、CaCl2型结构、黄铁矿型结构),通过计算,预测了-MnO2在5 GPa时从金红石型结构转变为CaCl2型结构,在20 GPa时进一步转变为黄铁矿型结构。另外,还总结和比较了几种金红石型结构二氧化物的压致相变特点,得出第Ⅳ主族元素的金红石型结构氧化物有很好的规律性,发生的相变序列基本一致;并随着金属阳离子半径的增大,发生相变的压力值也相应地递减,各氧化物的体积模量值相应地减小。
锗R8相结构的压力效应及电子性质
吕梦雅, 陈洲文, 王文魁, 刘日平
2006, 20(3): 291-295 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.012
PDF (819)
摘要:
使用第一性原理方法研究了锗R8相在压力下的电子结构。计算基于平面波基组,使用模守恒赝势和局域密度近似。对锗R8相结构参数的压力依赖性也进行了研究,包括晶格常数、伞状角、原子位置参数随压力的变化情况。计算得到的R8相的能带结构表明,锗R8相属于半金属相。对总的态密度和分波态密度进行了分析,并考虑了轨道分布情况,态密度呈现出带边的锐化。同时得到锗R8相的两种不同键的键长随压力的变化情况,并分析了这种变化的起因。
33 GPa压力以下液氩冲击温度的实验测量
孟川民, 施尚春, 黄海军, 姬广富, 唐敬友, 杨向东
2006, 20(3): 296-300 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.013
PDF (834)
摘要:
利用液氮冷靶系统制取液氩样品,以二级氢气炮作为加载工具,驱动飞片对液氩样品进行平面冲击压缩,实验测量了33 GPa冲击压力以下液氩的冲击温度。飞片速度由磁测速系统测量,冲击波速度和冲击温度用光纤耦合高温计系统测量,粒子速度采用阻抗匹配法计算得到。实验测得当冲击压力为33 GPa时,液氩的冲击温度超过10 000 K;而当冲击压力超过30 GPa时,冲击温度的上升趋势与理论计算相比明显变缓,该压力点正好与以前测得的冲击波速度-粒子速度曲线的拐点一致。
对钝感炸药Dn()关系式一种改进的探讨
赵继波, 赵锋, 谭多望, 张光升, 蒲正美, 孙永强
2006, 20(3): 301-307 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.014
PDF (792)
摘要:
在直径效应研究的基础上,测量了不同直径钝感炸药的拟定态爆速和波形,进一步探讨了拟定态波阵面上法向爆速Dn,与当地曲率的关系(Dn不仅依赖于,还依赖于波阵面变化率,在一定时,越大,Dn越小),使该关系适用于整个波阵面范围内。同时,将改进后的Dn()关系代入LS模型计算,与实验结果符合得较好。
贵金属金的状态方程
邹勇, 陈立溁
2006, 20(3): 308-312 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.015
PDF (752)
摘要:
提出了一个热压强的计算公式,从而获得金的状态方程。并结合实验数据与文献中常用的其它两个状态方程进行了比较。结果发现,修正后的状态方程与实验数据吻合很好,略优于其它两个状态方程。
4种等温物态方程适用性的比较研究
胡静, 孙久勋, 蔡灵仓
2006, 20(3): 313-321 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.016
PDF (830)
摘要:
通过分析现有文献,认为4种两参数的物态方程在高压物理研究中较为流行,它们是Vinet、Baonza、Morse和Born-Meyer(BM)方程。将这4种方程用于拟合50种材料的实验压缩数据,得出了零压下压缩模量及其一阶压力导数的优化取值,并计算了4种方程的平均压力误差。结果表明,Morse方程的精度最高,对50种材料的平均拟合误差为0.557 6%;BM方程次之,平均误差为0.615 1%;Vinet和Baonza方程的误差大一些,分别为0.788 9%和0.833 3%。对8种典型材料计算了压力误差随压强变化的曲线,所得结果与平均误差的趋势一致,也是Morse方程的精度最高。在宽广压力范围的高压物态方程研究中,推荐使用Morse方程。
研究简报
锰铜压力计在测量中的接地问题
王为, 王翔, 叶素华
2006, 20(3): 322-326 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.017
PDF (698)
摘要:
锰铜压力计是冲击波物理实验研究中重要的传感器之一。对锰铜压力计在冲击压力测量中的接地问题进行了分析和讨论。分析和实验表明,不正确的接地会给冲击压力测量带来较大的偏差,甚至得到畸变的测量结果。
激光状态方程实验数据在线处理程序的开发及应用
舒桦, 傅思祖, 黄秀光, 马民勋, 顾援
2006, 20(3): 327-330 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.018
PDF (914)
摘要:
主要介绍一套用于提高激光状态方程实验数据处理效率的程序,该数据处理程序减少了手工处理方法引入的人为因素的影响,减小了随机误差,大大提高了数据处理效率,并可以实现实验数据的在线处理。
六面顶压机上常温高压超声测量的样品组装设计
王青松, 王志刚, 毕延
2006, 20(3): 331-336 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.019
PDF (1188)
摘要:
简要介绍了高压超声测试技术中样品组装的设计原则。设计了一套新的样品组装,并测量了纯Al和纯Cu在常温下的等温状态方程。实验结果表明,新的组装能够实现较理想的准静水压加载,同时也能够测试出良好的超声信号。分析了六面顶压机上常温超声测量的主要误差来源。