高压物理学报

制作高压压砧的新材料碳化硅宝石

谢鸿森, 徐济安, 周文戈

2004, 18(1): 1-3 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.001

PDF (850)

摘要:
介绍了碳化硅的一些背景资料，以及人工合成碳化硅宝石的基本原理，说明了碳化硅宝石的主要物理性质。并对碳化硅宝石作为金刚石的替代品，制作成的碳化硅压腔在完成超高压高温实验方面的优势和应用前景进行了评述。

高温高压合成顶角氧掺杂型高温超导系列

靳常青

2004, 18(1): 4-9 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.002

PDF (904)

摘要:
简要介绍了(Sr,Ca)n+1CunO2n(Cl,O)2，即三元数法的Cl-02n（或四元数Cl-02(n-1)n）超导系列，简称Cl-系超导体。和通常的高温超导体不同，Cl-系的电荷库由卤化物构成，而非通常的氧化物。即Cl-系的导电区和电荷库由顶角氯连接，根据这一结构特点用顶角氧掺杂，高压合成了Tc80 K的(Sr,Ca)3Cu2O4(Cl,O)2超导体。该化合物具有和全氧化物高温超导体可比的超导性能，表明高温高压合成全新的卤氧超导新材料的潜力，以及开发卤氧化物高温超导体群的研究前景。

沿等压路径求解疏松材料Hugoniot关系的微分方程组及其求解

刘福生, 经福谦

2004, 18(1): 10-16 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.003

PDF (827)

摘要:
根据固体材料的三项式物态方程和Grneisen物态方程，导出了沿等压路径求解疏松材料冲击温度和压缩体积随初始密度变化的微分方程组。从体积的微分方程出发，在假定Wu-Jing参量为常数的前提下，导出了冲击压缩体积和体积-焓物态方程的Wu-Jing表达式。采用数值差分方法求解微分方程组，计算了疏松铜的冲击压缩特性，并与文献中部分实验数据进行了比较，特别强调了热电子对冲击压缩体积、冲击温度和Wu-Jing参数的贡献。还讨论了Grneisen物态方程与Wu-Jing物态方程的内在联系及后者的适用范围。

在Mg-hBN体系中水对cBN晶体合成的影响

张铁臣, 望贤成, 杜永惠, 苏作朋, 邹广田

2004, 18(1): 17-20 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.004

PDF (765)

摘要:
研究了4.5~5.5 GPa、1 400~1 800 ℃ 条件下，两种形态水自由水与束缚水对在Mg-hBN体系中合成cBN晶体的影响。结果表明：水的形态与添加水的量对合成cBN晶体的颜色、成核率及生长条件有重要影响。自由水可抑制cBN晶体的成核数量，而束缚水可以改变cBN晶体的颜色并降低合成温度。

冲击下材料质量混合的实验研究及离散元模拟

龚平, 唐志平, 沈兆武

2004, 18(1): 21-26 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.005

PDF (807)

摘要:
利用化爆驱动飞片对铅-锡和铜-铝的颗粒混合物进行冲击加载。回收样品的金相分析发现，在锡颗粒边界有明显的铅锡质量混合带，带宽约60~80 m。利用扫描电镜对混合带进行点扫描，得到带内铅和锡质量分布。计算出的铅锡动态扩散系数为D=0.9 cm2/s，远高于准静态。利用离散元方法进行了数值模拟，定性的显示了高速冲击下材料细观混合的过程和机理。

基于组分Ca2Pr2Cu5O10三元固溶区的范围和晶体结构

宋功保, 韩苍穹, 梁敬魁, 饶光辉

2004, 18(1): 27-35 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.006

PDF (785)

摘要:
利用X射线衍射分析和Rietveld结构精修方法研究了基于组分Ca2Pr2Cu5O10三元固溶区的范围和晶体结构。根据X射线分析结果和相消失法，为了保持Ca2+xPr2-xCu5O10结构单位晶胞中恒定的氧含量和电价平衡，基于组分Ca2Pr2Cu5O10的三元固溶区的范围可确定为：在Ca2+xPr2-xCu5O10固溶区的富Ca区（Ca/Pr1），其表达式仍可以表示为一般的化学计量式Ca2+xPr2-xCu5O10（x=0.4, 0.2, 0）；在富Pr区（Ca/Pr1），其表达式为Ca1.7Pr2.2Cu5O10、Ca1.4Pr2.4Cu5O10，即：Ca2+xPr2-xCu5O10固溶区范围从Ca2.4Pr1.6Cu5O10至Ca1.4Pr2.4Cu5O10。研究表明：基于组分Ca2Pr2Cu5O10的三元固溶体晶体结构可以看作是正交晶系NaCuO2型亚晶胞的无公度相；Ca2.4Pr1.6Cu5O10亚晶胞的点阵常数为a0=0.282 46(7) nm，b0=0.636 93(1) nm，c0=1.067 94(1) nm；其正交超结构的点阵常数为a=5a0，b=b0，c=5c0。Ca2.4Pr1.6Cu5O10的结构也可以用单斜超晶胞来表述，该单斜超晶胞的空间群为P21/c，Z=4，a=5a0，b=b0，c=c0/sin ，=104.79或136.60，V=5a0b0c0。在基于组分Ca2Pr2Cu5O10的三元固溶体晶体结构中，Ca和Pr之间在一定范围内是可以相互替代的，而且它们在结构中的占位是无序的。

制备压力对La2/3Sr1/3MnO3的磁电阻效应的影响

唐雁坤, 隋郁, 千正男, 刘玉强, 许大鹏, 苏文辉

2004, 18(1): 36-39 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.007

PDF (826)

摘要:
研究了制备压力对纳米块状样品La2/3Sr1/3MnO3的结构、磁学和电学性质的影响。结果表明：样品的晶粒尺寸随制备压力的增加而变小，且不同样品的磁电阻效应不同。低场磁电阻效应在整个实验温区都随制备压力的升高而变弱，这主要是由制备压力使样品晶粒界面连接更紧密所导致；T200 K时，高场磁电阻效应随制备压力的升高而变强，T200 K时，高场磁电阻效应随制备压力的升高反而变弱，这主要是由制备压力改变样品的晶粒尺寸所引起。

氢气-空气混合物中瞬态爆轰过程的二维数值模拟

董刚, 范宝春, 谢波

2004, 18(1): 40-46 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.008

PDF (1036)

摘要:
对高温火团引发的氢气-空气混合气的瞬态爆轰过程进行了二维数值模拟，考虑了H2-O2-N2的详细化学反应动力学机理，该机理包含了19个基元反应和9种组分。采用分裂格式处理带化学反应的Euler方程，其中使用全耦合的TVD格式求解流场，使用基于Gear算法的微分方程解法器求解化学反应过程。计算结果表明：在H2∶O2∶N2＝0.4∶0.4∶0.2（摩尔比）的混合气中，高温气团初始温度为T/T0=5.3时可诱导爆轰，爆轰波以2 300 m/s的速度传播，同时爆轰波阵面在管壁会形成反射波。还对计算的爆轰波后组分的浓度和温度进行了讨论，为理解爆轰波后结构提供信息。

弹丸超高速撞击防护屏碎片云数值模拟

张伟, 庞宝君, 贾斌, 曲焱喆

2004, 18(1): 47-52 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.009

PDF (955)

摘要:
低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击。这些撞击损伤航天器飞行的关键系统，进而导致航天器发生灾难性失效。为了保证航天员的安全及航天器的正常运行，微流星体及空间碎片防护结构设计是航天器设计的一个重要问题。采用AUTODYN软件进行了弹丸超高速正撞击及斜撞击防护屏所产生碎片云的SPH法数值模拟，给出了二维及三维模拟结果；研究了防护屏厚度、弹丸形状、撞击速度以及材料模型等对碎片云的影响。模拟结果同高质量实验研究的结果进行了比较，模拟的碎片云形状和碎片云特征点的速度同实验相吻合。验证了数值模拟方法的有效性。

PDC材料烧结过程中钴在金刚石层中的扩散熔渗迁移机制

邓福铭, 陈启武

2004, 18(1): 53-58 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.010

PDF (927)

摘要:
讨论了PDC材料烧结过程中钴在金刚石层中的固相扩散、钴液熔渗、两次钴高浓度峰的波浪式迁移过程中的运动规律及其作用机制，并根据实验观测的数据进行了有关计算。结果表明：在5.8 GPa、1 300 ℃条件下，钴的扩散系数D1.610-7 cm2/s，是一般常压及相同温度条件下钴固相扩散系数（310-10 cm2/s）和相同压力条件下钴的液相扩散系数（510-5 cm2/s）的中间值；对于粒度W10 m的金刚石烧结体系，钴液熔渗作用时间非常短暂，略大于0.5 s，而对于W1 m的超细金刚石烧结体系而言，钴熔渗作用时间为28 s，比粒度W10 m的金刚石烧结要长得多；两次钴高浓度峰的迁移速度分别约为50 m/s和100 m/s。

混合物冲击压缩后平衡态的研究

林华令, 黄风雷, 胡玉新, 于万瑞, 方剑青

2004, 18(1): 59-69 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.011

PDF (740)

摘要:
将混合物组元颗粒在三维网格内按组元比例随机分布，采用热动力学有限元数值方法，对其冲击压缩过程进行数值模拟。研究了混合物在冲击压缩下趋于热动力平衡过程、热平衡特征时间、压力平衡特征时间和平衡后的热力学状态，得出热平衡特征时间与颗粒度的平方近似成正比，而力平衡特征时间与颗粒度近似成正比。数值模拟了多种合金的冲击压缩特性，其结果与混合物物态方程的体积相加模型、一次冲击绝热线的叠加原理和实验等不同方法获得的结果作了比较，除冲击温度外，各方法得到的结果一致；体积相加模型和叠加原理不能给出合理的混合物冲击温度，但数值模拟能给出合理的混合物冲击温度。

西瓜汁的超高压杀菌效果研究

曾庆梅, 潘见, 谢慧明, 杨毅, 徐惠群

2004, 18(1): 70-74 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.012

PDF (967)

摘要:
研究了西瓜汁常温超高压处理后的微生物存活量与杀菌压力、脉动施压之间的关系，并用VITEK 32型细菌鉴定仪对耐压菌种进行了鉴别。实验杀菌压力范围在100~500 MPa之间、保压时间为10 min、以加压保压（10 min）卸压－停顿（5 min）为一个脉动施压循环，对西瓜汁样品进行多次循环高压处理。结果表明：在30 ℃、处理压力达到或超过400 MPa时，西瓜汁中微生物含量达到国家食品卫生标准要求；随着脉动施压次数的增加，微生物存活量减少；西瓜汁中残存耐压菌以革兰氏阳性菌为主，达70%，此外还残存有少量革兰氏阴性菌和霉菌。

铝的等温状态方程

张剑, 谢燕武, 潘跃武, 焦虎军, 戴全钦, 崔启良, 刘景, 邹广田

2004, 18(1): 75-77 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.013

PDF (623)

摘要:
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=(772) GPa，B0=4.80.3。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。

金刚石压腔高温高压实验的压力标定方法及其现状

郑海飞, 孙樯, 赵金, 段体玉

2004, 18(1): 78-82 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.014

PDF (1108)

摘要:
介绍和评论了金刚石压腔中进行高温高压实验时的压力标定方法及其应用条件。其中红宝石和石英压标具有较高的准确度和精度，但前者不适合于高温和含饱和水条件下的标定，且在较低压力下误差较大，后者可用于高温且含水体系的压力标定，但仅适于低于2.0 GPa时的压力标定。矿物状态方程是较可靠的方法，但不方便且受条件限制。采用水的状态方程进行压力标定，可以解决压腔中不允许有压标矿物的问题，但在实验过程中要求压腔的体积保持恒定。因此，在采用金刚石压腔进行高温高压实验时，应根据研究需要决定合适的压力标定方法，而且寻找新的压力标定方法仍是金刚石压腔高压实验的基础工作。

W过渡层结合界面对金刚石薄膜在WC-6%Co上的附着力的影响

王传新, 汪建华, 满卫东, 马志斌, 王升高, 康志成

2004, 18(1): 83-89 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.015

PDF (770)

摘要:
在微波等离子体化学气相沉积装置中，采用负偏压形核等方法，研究两种不同的W过渡层/基体结合界面对金刚石薄膜与WC-6%Co附着力的影响。采用氢等离子体脱碳、磁控溅射镀W、高偏压碳化等方法，在YG6衬底表面形成化学反应型界面，W膜在碳化时和基体WC连为一体，极大地增加了W膜与基体的附着力，明显优于直接镀钨、碳化形成的物理吸附界面。在高负偏压下碳化，能提高表面粗糙度，增加膜与基体机械钳合，而负偏压形核增加核密度，从而增加膜与基体的接触面积，结果极大地提高了金刚石薄膜的附着力。

镱薄膜传感器压阻灵敏度的研究

滕林, 杨邦朝, 杜晓松, 周鸿仁, 崔红玲, 肖庆国

2004, 18(1): 90-93 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.016

PDF (953)

摘要:
采用真空蒸发工艺制备镱薄膜传感器，在小于1 GPa压力范围内对未经任何处理和300 ℃真空热处理1 h两组镱薄膜传感器进行准静态加载标定，后者的压阻系数明显高于前者，并且大于箔式镱传感器的压阻系数，结合扫描电镜和电学性能测试分析，发现热处理有助于薄膜晶粒长大，降低薄膜电阻率，从而提高了镱薄膜传感器的压阻灵敏度。XRD测试分析结果表明，加压有促使薄膜晶粒长大的趋势。镱薄膜传感器制作工艺简单、性能稳定，在工业中具有广泛的用途。

二级轻气炮发射过程中前冲气体的初步研究

王为, 王翔

2004, 18(1): 94-96 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.01.017

PDF (923)

摘要:
在二级轻气炮发射过程中，靶室内的残存气体和绕行到弹丸前方的推进气体都有可能对实验结果造成影响。利用石英传感器测量并得到了二级轻气炮高速弹丸发射时前冲气体的压力信号，并计算得到了相应的压力。实验结果表明：二级轻气炮发射时确实存在前冲气体现象，但其压力幅值较小，约为10-2 GPa量级，不会对高压物理实验的结果造成明显的影响。

2004年第18卷第1期

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