钛矿结构较为常见，多种功能材料，如铁电陶瓷、燃料电池电极、太阳能电池材料等都具有这种结构。钙钛矿结构最早在矿物钛酸钙（CaTiO3）中被发现，因此而得名。现今，钙钛矿泛指具有上述结构或畸变结构的化合物。钙钛矿结构材料的化学通式为ABX3，其中：A位为半径较大的阳离子，如碱金属、碱土金属、稀土金属离子，也可以是更大的原子团；B位为半径相对较小的阳离子，如过渡金属离子；X为阴离子，如卤族或氧族元素离子。由于组成元素较多，钙钛矿结构具有丰富的成分选择性，也表现出多种衍生结构。当组成离子尺寸不同时，钙钛矿化合物可表现为理想的立方结构、四方结构、正交结构、三方结构等。钙钛矿的结构容忍度比较大，可以在A位、B位甚至X位进行离子替换，也可以在这些位置产生非化学计量，形成特定的结构，从而实现特定的性能。无论从基础物理研究还是实际应用方面来看，钙钛矿结构材料一直是人们关注的热点，研究成果不断涌现。与温度、化学组分类似，压力是影响物质结构和性能的关键因素。在高压作用下，物质内部的原子间距变小，相互作用增强，进而改变物质的晶体结构和电子结构，使物质形成新的平衡态。高压有利于形成致密的钙钛矿结构（如18 GPa合成的BaRuO3），可使元素处于特殊的新价态（如LaCuO3中的Cu3+）。钙钛矿结构中A―X键和B―X键的压缩系数不同，在压缩过程中会引起结构的调整，表现出丰富的物理现象。为了更好地体现高压技术在钙钛矿材料制备、结构和性能调控方面的作用，《高压物理学报》设立了钙钛矿结构材料专题，内容涵盖BaMO3（M为过渡金属）、PbMO3（M为过渡金属）、NaPO3、ReO3以及卤素钙钛矿在高压下的结构和性质演变。希望本专题能吸引更多高压科学领域的学者投入到钙钛矿材料的研究中。感谢为本专题筹备和撰写作出贡献的所有人员！

刘志国    

哈尔滨工业大学物理学院

　氮是地球大气的主要成分，还是生命大分子、氮肥、炸药等重要化合物中不可或缺的元素，与 人类生产生活密切相关。在常温常压下，氮原子以 N≡N 键态结合成双原子分子气体。共价 N≡N 键是最强的化学键之一，其键能约为 946 kJ/mol，远高于 N―N 键和 N＝N 键。巨大的键能差 异预示着聚合氮和富氮化合物向氮气转变时将释放大量化学能。因此，聚合氮和富氮化合物是极 具发展前景的环境友好型高能量密度材料。寻找合适的方案克服 N2 分子解离所需的能量壁垒， 以及系统地探索聚合氮和氮化物的结构与性能，进而深入理解含氮材料结构相变和化学反应的过 程与机理，是筛选与应用高稳定性、高能量密度材料的关键。 高压在聚合氮和氮化物的理论设计与实验合成中发挥着独特优势。2004 年，利用极端高温高 压条件，人们首次合成出聚合氮材料—立方偏转氮（cg-N）；而后，笼状类金刚石聚合氮、层状结 晶聚合氮、黑磷结构聚合氮和非晶态聚合氮等相继被预言或合成。然而，聚合氮需在百万大气压 强（100 GPa）以上的极端环境下制备，合成条件苛刻。研究发现，在氮气中引入金属元素能为 N≡N 反键轨道提供电子，进而诱导 N2 分子解离。这种“化学预压缩”效应可以有效地调控反应势 垒，降低聚合氮的合成压强，由此激发了科学家们在活泼金属（如碱金属、碱土金属等）氮化物中寻 找高能量密度材料的兴趣。近年来，我国科学家应用自主研发的智能结构预测方法，在聚合氮和 氮化物的理论设计和实验制备领域开展了系列前沿性探索，例如：理论预言了全新化学计量比的 镓氮化合物，指导实验成功合成出 GaN5 和 GaN10，创造了 p 区元素氮化物的能量密度纪录；预言了 HeN22 是一种部分离子氮笼结构，考虑到惰性气体元素与氮框架相互作用较弱的特点，提出了“剥 离惰性气体原子，获得常压下稳定的新型聚合氮框架”的策略。 为了吸引更多学者关注该领域的进展，我们借助《高压物理学报》平台，设立聚合氮和氮的化 合物专题。本专题立足于形式各异的聚合氮及氮化物的高压相结构和物性，介绍氮分子的高压解 离和相变机制以及氮化物中新奇有趣的化学成键模式。希望本专题能够激发更多学者对聚合氮 和氮化物的研究兴趣，推进相关领域的发展。感谢在本专题筹备和撰写过程中做出贡献的所有人员！

  李全   　　　　　　　 

吉林大学物理学院   　　　　

物质模拟方法与软件教育部重点实验室 

2024 年 7 月 9 日　　

动态载荷下材料的性能与结构是工业领域广泛关注的应用问题，也是国家现代产业升级和制造业创新的科学基石。由于该方向的研究具有广泛的应用指导意义，因此，动态载荷下材料的多尺度结构与物性是现代材料学、应用物理学和高压科学领域的重要基础科学前沿。过去，大部分材料物性研究遵循“组分设计—静态性能—结构分析”3个典型步骤，这种研究方法忽略了一个关键应用问题——真实动态载荷条件下材料的性能与结构。前期大量研究已经表明，随着载荷条件的变化，材料的性能会呈现出很大的差别，比如：动态加载条件会影响材料的相变压力，载荷应力速率会影响材料的强度性能等。这些材料性能问题直接关系到材料选型和应用边界设计。 

近年来，在工业材料研发需求的牵引下，得益于加载技术和数值模拟方法的长足发展，动态载荷下材料多尺度结构与物性研究得到了国内外研究者的广泛关注。从发展态势上来看，目前中国在该领域的研究与国际保持一致，加载手段主要分为静态、准静态和动态加载，研究方法涉及实验、理论计算和数值模拟，并且逐步呈现出“实验—表征—理论”的研究范式。 

为了吸引更多学者关注该领域的发展，在此我们仅以中国工程物理研究院为视角，借助《高压物理学报》专题平台，在不同尺度上挑选了11篇代表性论文，展示在动态载荷下材料多尺度结构与物性方面的研究进展。由于本领域的研究方向十分广泛，本专题只涉及作者熟悉的几个典型方向，难以进行全面论述，还望读者谅解。 

特别感谢在本专题筹备和撰写过程中做出贡献的所有人员！ 

高志鹏 　　李 俊 　　　　 

中国工程物理研究院流体物理研究所 

冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室 

2024 年 4 月 2 日　　　　 

1911年，荷兰科学家Kamerlingh Onnes首次发现汞在温度接近4.2 K时进入零电阻状态，从此拉开了超导电性研究的序幕。寻找具有更高超导转变温度的超导体，尤其是室温超导体，一直是全球科学家孜孜以求的目标。经过一个多世纪的发展，科学家们先后发现了铜氧化物和铁基等非常规高温超导体系，不仅将超导转变温度提升至液氮温区，而且极大地丰富和拓展了凝聚态物理的研究内涵和科学前沿。近年来，在理论计算预测的正确指导下，科学家们在百万大气压的极端高压下又发现了SH3和LaH10等系列近室温富氢高温超导体，多次刷新了超导转变温度的纪录，重新激发了人们寻找室温超导体的热情。近期，我国科学家在高压条件下又发现了一类潜在的液氮温区镍氧化物高温超导体。值得指出的是，我国科学家长期坚守在高温超导体的研究阵地，在国际上形成了集体优势，并在铜氧化物、铁基、镍基和富氢等高温超导体的研究中持续取得原创性成果，为高温超导研究领域的发展做出了巨大贡献。 

压力是决定物质状态的基本参量。高压可以极大拓展物质科学的研究范畴，在超导新材料探索和机理研究中具有独特优势，尤其是近期在富氢和镍基高温超导体的研究过程中发挥了至关重要的作用。为了更好地促进高压技术对超导领域的发展，在《高压物理学报》设立超导专题，各位专家和学者将全面展示利用高压手段研究超导电性的最新进展和发展前景。希望本专题能起到抛砖引玉的作用，吸引更多高压领域的年轻学者投入到超导研究中。最后，感谢为本专题筹备和撰写做出贡献的所有学者同仁！ 

程金光 　　　　　　　　　　　　　　刘寒雨　　　　　　　　　 

中国科学院物理研究所　　吉林大学物质模拟方法与软件教育部重点实验室 

钙钛矿氧化物具有ABO3化学式，是地球上含量最多的矿物之一。1839年，德国化学家古斯塔夫•罗斯在俄罗斯乌拉尔山发现了第一种钙钛矿氧化物材料：钛酸钙（CaTiO3）。为纪念俄罗斯矿物学家Lev Perovski，钙钛矿的英文名字被命为Perovskite。钙钛矿的A、B位具有极为丰富的离子组合方式（A位容纳较大的阳离子；B位容纳较小的阳离子，如磁性过渡金属离子），元素周期表中约90%的金属元素可以占据这两个位置之一。因此，钙钛矿不仅具有灵活多变的晶体结构，也展示了多种多样的功能物性，譬如压电、铁电、光电、催化、超导、庞磁电阻、多铁性等。自然地，长期以来钙钛矿成为了凝聚态物理、材料科学、固态化学、地球科学等众多学科的重要研究对象。近期，研究人员甚至突破传统钙钛矿氧化物，发现了具有优异太阳能光伏效应的有机-无极杂化卤基钙钛矿材料。

由于钙钛矿氧化物具有高度可调的晶体结构，除了简单ABO3构型外，通过B位掺杂可衍生出B位有序的双钙钛矿氧化物A2BB’O6。在此有序结构中，B位与B’位同时容纳磁性离子，可基于这两类离子的相互作用实现新的物理效应或提高材料的功能属性。进一步，如果把3/4的A位也用磁性离子进行替代，则可获得化学式为AA3′B4O12的A位有序四重钙钛矿或化学式为AA3′B2B2′O12的A、B位同时有序四重钙钛矿。这些高阶有序钙钛矿可产生更为丰富的磁电相互作用，为新物理与新功能的实现提供了更多机会。

本专题立足于ABO3、A2BB’O6、AA3′B4O12及AA3′B2B2′O12等不同形式的钙钛矿氧化物材料，阐述高压在制备这些材料中发挥的关键作用，介绍钙钛矿氧化物独特的物理性质与相关机理。然而，由于钙钛矿氧化物相关的研究方向十分广泛，本专题只涉及了作者熟悉的领域和方向，难以进行全面论述，还望读者谅解。希望本专题能起到抛砖引玉之作用，吸引更多的年轻学者关注钙钛矿氧化物材料和物理相关研究。

感谢在本专题筹备和撰写过程中做出贡献的所有人员！

龙有文

中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室

炸药是武器中最重要的材料之一，其微介观结构对炸药的基础物性和动态响应行为有重要影响。相变是炸药的一种最常见的微结构变化，大多数炸药在反应前均会发生多次相变，相变过程及相变后的结构会显著影响炸药的基础物性及动力学响应行为，进而影响炸药的起爆性能和安全性。

国际上，炸药相变的相关研究已有几十年历史，然而由于相变研究方法和手段以及相变机理均非常复杂，因此相变仍是炸药研究的热点，并且极具挑战性。目前，由于缺乏对炸药相结构和相变过程的深入认识，在物理建模中很少考虑相变的影响，导致物理模型的精度和预测能力有所欠缺，在工程应用中也很少关注相变对炸药性能及装药结构的影响，致使工程应用中出现了一些非预期现象，因此炸药相变研究具有极其重要的科学意义和工程应用价值。

近年来，在科学挑战专题的支持下，联合国内相关团队在炸药相变实验技术和相变机理研究方面开展了系列研究工作，初步建立了结合多路径加载和多参量诊断的实验技术体系，在RDX、HMX、TATB等典型炸药晶体的相变机理及物性研究方面获得了一些新的认识。为感谢挑战专题及国内同行对本项工作的支持，特借助《高压物理学报》专题平台，挑选了5篇代表性论文，展示在相变实验技术及相变机理方面的研究进展，欢迎大家批评指正。

郑贤旭

中国工程物理研究院流体物理研究所

1. 高压评述

2. 高压结构与物性实验研究

3. 状态方程与高压物性理论研究

4. 高压加载与测量技术

5. 炸药相变与物性

6. 冲击载荷下材料与结构的吸能

7. 冲击载荷下金属的动态响应

8. 动态压缩与拉伸下纤维复合材料的力学性能与响应

9. 动态载荷下高分子材料的力学性能与响应

10. 冲击载荷下混凝土及脆性材料的动态响应

11. 动态压缩下岩石的损伤演化

12. 高压科学应用——侵彻毁伤与防护

13. 高压科学应用——水下爆炸

14. 高压科学应用——燃气爆炸

15. 高压科学应用——地下工程

动态加载下材料的响应行为是高压物理、爆炸力学等学科领域关注的重要科学问题之一，也是支撑国防科技和工程技术发展的关键基础，在航空航天、能源环境、交通安全等国民经济领域具有重要的应用价值。20 世纪 50 年代后期，在相关任务驱动下，我国老一代科学家在极其困难的条件下开始了该领域的研究工作。经过半个多世纪的不懈努力，取得了很多重要的科研成果，培养了一大批优秀的中青年科研骨干，有力地支撑了我国国防科技和民生安全事业的发展。

进入 21 世纪，国内的材料动态响应行为研究进入蓬勃发展阶段，逐渐成为国际上一支具有重要影响力的科研力量，发出了中国科研人员强有力的学术声音。从发展态势上看，目前国内外基本保持一致，都从传统的宏观唯象研究转向宏-介-微观相结合的多尺度研究。研究手段也更多样化，不仅涉及到实验和理论，各种新的数值模拟方法也不断涌现，极大地深化了材料动态响应的物理认识。鉴于此，专刊以回顾我国近 20 年材料动态响应行为研究进展为契机，邀请了部分有代表性的研究团队，对其从事的研究方向进行较全面的总结，希望给读者呈现当前国内外在材料动态响应行为研究方面的进展概貌。

本专刊的策划与出版作为冲击波物理与爆轰物理重点实验室成立 30 周年的纪念活动之一，也是对以经福谦院士为代表的老一辈科学家的一次深切缅怀和回想。21 世纪初期，经福谦等科学家就战略性地提出了开展高压物理与爆炸力学多尺度研究的必要性和紧迫性。20 年来，该前瞻性的发展思路不断得到国内外同行的支持和验证。在前辈的战略指引下，我辈更应不待扬鞭自奋蹄，开创材料动态响应研究的新局面。

中国工程物理研究院流体物理研究所   冲击波物理与爆轰物理重点实验室  胡建波

“方法学发展——专用仪器研制——应用研究“三者的滚动循环推动着大科学装置的不断发展。“大科学装置在高压科学中的应用”专题对我国在建、在用的部分同步辐射高压相关线站及中子谱仪进行了介绍，希望能促进广大科研工作者对相关设施的了解，进而更好地发挥装置作用，开展研究工作。我们也期望用户能更深入地参与到大科学装置相关方法、设施的设计与发展中，最终为推动应用研究提供助力。

中科院高能物理研究所  李晓东