高溫高壓下固體物態(tài)方程與非諧性質(zhì)的唯象研究.pdf

1、物態(tài)方程(EOS)的研究是基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)中非常重要的領(lǐng)域. EOS狹義上來說就是平衡態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)的狀態(tài)參量壓強P體積V和溫度T之間的關(guān)系式有時還將內(nèi)能E（V，T）包括在內(nèi)并將P=P（V，T）稱壓強方程E=E（V，T）稱能量方程.熱力學(xué)理論指出,有了這兩個方程物質(zhì)系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)就全部知道了這也正是EOS研究的重要意義所在.所以廣義上說EOS理論也就是關(guān)于物質(zhì)系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)的理論.本文采用唯象的方法對高溫高壓下固態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)的EOS及相關(guān)

2、的非簡諧熱力學(xué)性質(zhì)非諧性質(zhì)作出了系統(tǒng)地研究.
　　前言部分簡要地介紹了本文研究工作的緣起目的和范圍EOS研究的發(fā)展簡史及其應(yīng)用學(xué)科范圍文中所采用的研究方法和手段以及論文的理論意義和實用價值
　　第一章,給出了物態(tài)方程的基本理論概要總結(jié)了EOS研究中最常用的熱力學(xué)理論和唯象關(guān)系式以及有限應(yīng)變理論并從固體理論角度給出了固體物態(tài)方程的一般形式P=Pc+Pn,分析了固體壓縮的微觀機理原子間相互作用勢由此導(dǎo)出了幾種不同形式的冷能和冷壓

3、。
　　第二章,在綜述了三類典型EOS等溫EOS P=P(V)等壓EOS V=V(T)和完全EOS P=P(V,T)的基礎(chǔ)上做了以下幾方面工作①由αBT=K高溫修正SP EOS得到一個P=P(V,T)關(guān)系式即完全EOS應(yīng)用于不同溫度壓強下的Au, NaCl和CsCl三種物質(zhì)實驗數(shù)據(jù)計算結(jié)果和實驗結(jié)果吻合很好；②用19種物質(zhì)的實驗數(shù)據(jù)對幾個常用EOS(Tait EOS,Birch EOS和Vinet EOS)的普適性進行了進一步檢驗

4、；③幾類EOS之間關(guān)系的研究則表明在一定壓強范圍內(nèi)(壓縮比V/V0>0.8) SP、FI、Tait和Murnaghan這四個EOS描述固體行為是一致的；④最后在陳和Vinet的啟發(fā)下改進Vinet方程得到新的三參數(shù)EOS通過七種物質(zhì)實驗數(shù)據(jù)的檢驗表明新的方程優(yōu)于Vient方程具有良好的實用性。
　　第三章,對三個非諧性質(zhì)體積彈性模量BT、 Gruneisen參數(shù)γ熱膨脹系數(shù)α及其高階量在分析大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出了關(guān)于這三個非諧

5、性質(zhì)對體積壓強依賴性的新計算模型和公式即BT(V,P)γ(V,P)α(V,P)，和實驗數(shù)據(jù)相比表明新的計算公式得到的結(jié)果和實驗吻合很好均在不同程度上改進了前人的工作具有較好的實用價值。
　　總而言之本文圍繞高溫高壓下固體的EOS對EOS的形式及非諧性質(zhì)研究作出了有益的探討為固態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)行為的理論預(yù)測提供一些新的視角當(dāng)然本文研究工作的結(jié)果要在一定的宏觀條件下才能適用并不是無條件普適的因此就此進一步開展工作將是十分有意義的結(jié)束語中指出