几种常用传压介质的静水压性及其对状态方程测量的影响

来源 :中国工程物理研究院 | 被引量 : 16次 | 上传用户:hebehehe
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在高静压实验中,只有当样品被流体介质包围的情况下才能实现真正的静水压环境。随着压力的升高,流体传压介质均会固化,不可避免地会存在偏应力。偏应力及与之相伴的各向异性弹性应变,使得精密测量固体材料的晶体结构、状态方程、以及弹性性质等变得更为复杂和困难。为了正确理解材料在高压下的各种物理性质,有必要对各种传压介质在高压下的静水压性进行较系统的研究。本文从不同方面研究了DAC样品腔中的静水压性,研究内容和主要结论如下:  (1)较系统地研究了几种常用传压介质(硅油、液氩、液氦)的静水压极限。使用了几种不同的方法,分别研究了红宝石荧光谱和立方结构晶体的晶格参数在偏应力存在的压力环境中的响应特征,由此,我们给出了硅油和氩的静水压极限分别约为25 GPa和45 GPa。在我们研究的压力范围内,并未观察到氦的非静水压迹象。我们发现,通过测量立方晶系晶体各晶面间距的压缩比以及红宝石荧光谱R1-R2峰的距离随压力变化的方法能得到各种传压介质静水压极限较自洽的结果。  (2)利用晶格应变理论结合线宽分析法对DAC样品腔中的应力状态进行了分析,建立了确定应力连续和应变连续条件在实际情况中所占权重的方法,避免了在对DAC加载侧向XRD衍射实验结果分析中对弹性模量与晶粒边界的应力应变连续条件作任何假设与外推,对材料高压强度的测定有实际应用价值。  (3)在非静水压对高压物态影响方面,以NiO为例,采用液氩做传压介质,得到了更好的静水压实验结果,通过和他人非静水压研究结果比较,获得了非静水压对状态方程测量影响有价值的认识。  总之,我们对DAC样品腔中的静水压性问题进行了初步研究,除了用传统方法考察了几种传压介质的静水压极限之外,还利用晶格应变理论结合线宽分析法对DAC样品腔中的应力状态进行了分析,并以NiO为例研究了非静水压性对状态方程测量与高压相变研究可能造成的影响,同时也得到了一些关于材料高压屈服强度与弹性性质的有用的信息。
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