六面頂壓機(jī)超聲測(cè)量及DAC加載下鈰的高壓相變研究.pdf

1、本文工作主要包括兩方面的研究?jī)?nèi)容:六面頂壓機(jī)靜水壓加載條件下的壓力標(biāo)定技術(shù)和典型f電子過渡金屬鈰的室溫Υ-α相變規(guī)律。
　　六面頂壓機(jī)是一種多項(xiàng)砧的大腔體高壓加載設(shè)備。傳統(tǒng)的六面頂高壓超聲實(shí)驗(yàn)采用的是固體傳壓介質(zhì)，其非靜水壓性對(duì)聲速的測(cè)量結(jié)果會(huì)帶來一定影響。即使在近年文獻(xiàn)報(bào)道的固液混合傳壓壓腔超聲測(cè)量系統(tǒng)里，高壓腔內(nèi)的壓力也只采用兩至三個(gè)金屬相變點(diǎn)標(biāo)定，在較大的壓力范圍內(nèi)的壓力標(biāo)定只能靠外推或內(nèi)插。對(duì)少數(shù)定標(biāo)壓力點(diǎn)的擬合，受單個(gè)數(shù)

2、據(jù)點(diǎn)測(cè)量誤差影響較大，由此建立的壓力標(biāo)定曲線的置信度不高。有鑒于此，本文通過單晶材料的高壓聲速測(cè)量，結(jié)合高壓Brillouin散射數(shù)據(jù)，探索了六面頂壓機(jī)在靜水壓加載條件下的精密壓力標(biāo)定技術(shù)。
　　鈰是一種典型的f電子過渡金屬元素。由于f電子的重要作用，它與重錒系元素的高壓相變與壓縮性質(zhì)有很多相似之處。又由于沒有放射性與化學(xué)毒性，它被認(rèn)為是研究重錒系元素高壓性質(zhì)的理想模擬材料。目前，對(duì)鈰的高壓相圖研究還有很多爭(zhēng)議，尤其是各種復(fù)雜的相

3、界位置和相態(tài)結(jié)構(gòu)還有待進(jìn)一步厘清。利用同步輻射X射線角散衍射技術(shù)和DAC靜高壓加載技術(shù)，本文進(jìn)一步研究了鈰的Υ-α相變規(guī)律。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.通過對(duì)單晶MgO的高壓聲速測(cè)量，結(jié)合高壓Brillouin散射數(shù)據(jù)，對(duì)靜水壓加載條件下六面頂壓機(jī)高壓腔中的壓力進(jìn)行了多點(diǎn)系統(tǒng)標(biāo)定，建立了新的大腔體壓機(jī)超聲測(cè)量壓力標(biāo)定技術(shù)。相比傳統(tǒng)壓力標(biāo)定方法中僅采用2～3個(gè)標(biāo)定壓力點(diǎn)的做法，該技術(shù)在統(tǒng)計(jì)上更加可靠。結(jié)合對(duì)LY12鋁的高

4、壓聲速測(cè)量，進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所提出的壓力標(biāo)定方法的合理性。
　　研究過程中還編制了示波器信號(hào)自動(dòng)同步采集程序。將六面頂壓機(jī)的運(yùn)行曲線與采樣點(diǎn)記錄的時(shí)間精度控制在了2秒以內(nèi)，遠(yuǎn)好于此前人工操作記錄的時(shí)間精度。另外對(duì)超聲信號(hào)在不同反射面的畸變規(guī)律也進(jìn)行了分析探討。
　　2.通過對(duì)弱衍射信號(hào)的甄別，結(jié)合信號(hào)變化的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)鈰存在一種新的高壓）Υ相（Υ'相）。室溫下，Υ鈰在0.69 GPa的時(shí)候已經(jīng)有發(fā)生Υ-α相變的跡象了。隨著壓力