难熔金属钽、钼、钨的高温高压状态方程及声速的第一性原理研究

难熔金属的高压熔化曲线在动-静高压实验之间存在巨大争议,而在发生冲击熔化之前是否存在固-固相变是目前的研究热点问题.本文以3种典型难熔金属钽、钼、钨为例,通过第一性原理晶格动力学方法,计算了钽、钼、钨的声子色散曲线.采用准谐近似的方法,获得了Hugoniot状态方程以及Hugoniot声速.对于钽和钨的声速计算表明,其基态体心立方结构在高压下一直保持其稳定性;而钼的晶格动力学计算表明其基态结构的稳定性在高压下消失,而钼的Hugoniot声速在175–275GPa区域内发生了拐折,这一结果证实了冲击波实验中对于钼的声速测量的结果:在210GPa压力附近声速发生间断.     

叙永石的Hugoniot物态方程及高岭石→莫来石转变机制的初步分析

用阻抗匹配法和PZT压电探针技术 ,在 10 0GPa的冲击压力范围内测量了两种孔隙度的叙永石样品的Hugoniot物态方程 ,发现其存在低压和高压两个相区 .通过用热力学叠加原理计算的理论Hugoniot物态方程与实测结果的对比 ,确定了其高压相区的矿物组分 ,并据此分析其相变机制 .这一新的途径确认 :高岭石→莫来石高温高压转变过程中存在SiO2 和Al2 O3 的大量分凝 ,由SiO2 和Al2 O3 反应生成莫来石是形成莫来石的主要途径 .     

H_2Cl~ (X~1A_1)体系的动力学研究

应用准经典轨线方法对Ｈ２Ｃｌ＋（Ｘ１Ａ１）体系进行了动力学研究，得到了该体系三个反应通道的反应几率、反应截面和反应阈能，以及产物分子在各振、转态的布居分布．     

HF-He相互作用势及碰撞截面的研究

作者首先拟合出了ＨＦ分子与Ｈｅ原子的相互作用势,然后用密耦方法计算了ＨＦ－Ｈｅ碰撞体系两种势能的散射截面,并比较了不同势能下的散射截面,研究了ＨＦ－Ｈｅ碰撞体系散射截面的变化规律。     

我国冲击波物理应用于地球科学研究的若干进展

概要介绍了国内近年来把冲击波高压技术应用于地球深部的物质组成、性质和状态,及地球表面的碰撞作用等固体地球科学问题研究中所取得的一些进展,并与国际上同领域的发展水平进行了比较和评述.     

1,5-环辛二烯-3,7-二炔基方酸内鎓盐衍生物的电子结构和光谱的理论研究

用PM3系列方法研究了两个1，5-环辛二烯-3，7-二炔取代方酸内鎓盐分子．对它们进行了几何结构优化，并在优化构型的基础上，计算了上述两个分子的电荷密度、红外光谱、电子光谱．预测了这两个分子的发光性质．以其中一个分子为骨架设计并计算了一系列方酸内鎓盐衍生物分子的几何结构和电子光谱，讨论了取代基团对方酸内鎓盐分子发光强度和发光波长的影响．     

顽火辉石的高压声速和下地幔的可能组成

用光分析技术在４０－１４０ＧＰａ的冲击压力范围内测量了钙钛矿型顽火辉石的高压声速。实验测定其纵波声速ＶＰ与冲击压力Ｐ的关系为：ｌｎＶｐ＝３．７０９－０．。６９１ｌｎＰ＋０．０９４（ｌｎＰ＾）２且声速ＶＰ和ρ满足Ｂｉｒｃｈ定律：Ｖｐ＝４．０６８＋１．６７７ρ,可以确认在下地幔的温度压力下钙钛矿型顽火辉石是稳定的。     

稠密氩等离子体Hugoniot物态方程的研究

采用平面冲击压缩方法产生密度和温度都均匀的氩等离子体,根据辐射高温计记录和飞片速度的测定,通过阻抗匹配方法确定氩等离子体的Hugoniot物态方程,等离子体的温度为1．4－2．2eV,密度为0．0083－0．015g/cm^3。应用Saha模型加Debye-Huckel修正,计算了等离子体的Hugoniot物态方程。测量值和理论计算结果符合较好,说明Saha模型加Debye-Huckel修正能较好地描述该热力学条件下氩等离子体的热力学行为。     

高温高密度氦流体物态方程

用二级轻气炮作为冲击压缩加载手段和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量工具, 测量了冲击压缩下氦气(初始温度293 K, 初始压力为0.6, 1.2和5.0 MPa)的Hugoniot曲线和高达15000 K的冲击温度. 发现用Saha方程和Debye- Hückel修正模型计算初始压力为5 MPa的氦气物态方程与实验数据有较好的符合程度. 理论计算的氦气(初始压力P₀ = 5.0 MPa, 初始温度T₀ = 293 K)在低压条件下冲击波速度与粒子速度关系D = C₀ + λu (u<10 km/s, λ = 1.32)与Nellis液氦实验数据拟合的D-u曲线近似平行(λ = 1.36), 这表明氦流体的Hugoniot参数λ不依赖于初始密度ρ₀;当冲击温度约大于18000 K(冲击压缩氦气电离度达到10^-3量级)后, 气氦D-u曲线很快过渡到λ = 1.2另外一条曲线, 达到了压缩氦气的极限值.     

叙永石的Hugoniot物态方程及高岭石→莫来石转变机制的初步分析

用阻抗匹配法和PZT压电探针技术 ,在 100GPa的冲击压力范围内测量了两种孔隙度的叙永石样品的Hugoniot物态方程 ,发现其存在低压和高压两个相区 .通过用热力学叠加原理计算的理论Hugoniot物态方程与实测结果的对比 ,确定了其高压相区的矿物组分 ,并据此分析其相变机制 .这一新的途径确认 :高岭石→莫来石高温高压转变过程中存在SiO₂ 和Al₂O₃ 的大量分凝 ,由SiO₂ 和Al₂O₃ 反应生成莫来石是形成莫来石的主要途径.