金属铈是一种典型的非放射性f电子过渡金属,由于它具有独特的电子结构以及凝聚态相的多态性,一直是高压物理和强关联电子领域的热门研究对象。人们之所以特别关注金属铈的另一个重要原因是其相变与高压性质和重锕系元素有许多相似之处,而铈无毒无放射性,可以作为研究重锕系元素的理想模拟材料。金属铈的高压相结构、相变序列、相变机制、相图和相界位置等科学问题有待深入研究,超高压下的压缩性质的研究还鲜有涉足。现有静高压相变晶体结构分析均采用同步辐射X射线衍射,难以满足众多高压相变X射线衍射实验的需求。本工作搭建了普通实验室原位X射线衍射装置,系统研究了铈的静高压相变,主要内容和结果如下。比较了不同传压介质（氯化钠、甲乙醇、硅油、氦）在金属铈90 GPa内的传压效果。用静水性较好的氦作为传压介质,压力高于53 GPa时,c轴和a轴有相同压缩速率,比其它传压介质更适合于金属铈的超高压性质研究。利用同步辐射角度散射X射线衍射分析技术,系统研究了金属铈90GPa内的高压相变。确定了金属铈的高压相变序列,无保压样品的高压相变序列为γ→α→α"→ε,1.5 GPa保压72 h后样品的高压相变序列为γ→α→α+α"→α+α’+α"→α,→ε,首次发现了金属鈰的α…→α+α"→α+α’+α"→α’相变过程,证明该相变是时间依赖的相变序列,保压过程导致α’-Ce形核核心增多可能是引起该相变发生的原因。获得了 90 GPa内金属铈ε相的等温状态方程,20-50 GPa以内为B0=65.9±2.8 GPa、V0=24.3±0.2 A3、B0’=4,与前人研究结果相近,90 GPa以内金属铈ε相的高压等温状态方程为B0=70.85±2.28 GPa、V0=24.04±0.17 A3、B0’=4,丰富了金属铈高压相变研究的结果。在得到金属铈各种高压相的键长、键角以及原子排列规律的基础上,如果把金属铈相变过程中γ（111）/α（111）/α"（001）/ε（101）作为基面,基面原子只发生平面内的键长以及键角微小变化,在平面外不会发生运动,利用该基面可构建相变前后各结构的位相关系,把原子密度最高且结构完整的壳层当做第一近邻团簇,可以很好的解释金属铈和铈镧合金的高压相变过程,有效的将团簇理论应用到金属铈和铈镧合金的高压相变分析。采用同步辐射角度散射X射线衍射分析技术,系统研究了不同La含量铈镧合金的高压相变。Ce-10wt.%La合金发生了和金属铈相同的相变序列,γ+β（常压）→α（1.8GPa）→α"（6.9GPa）→ε（14.0GPa）,相变的压力点均高于纯铈,卸压时高压相变可逆,卸压产物为纯fcc结构。Ce-20wt.%La合金发生了与金属镧相近的相变序列,dhcp（常压）-→fcc（1.98GPa）→dfcc（R3m,7.78GPa）→未知相（25.44GPa）,卸压后,fcc相保存到了常压。Ce-50wt.%La合金发生了和金属镧相近的相变序列,dhcp（常压）→fcc（2.79GPa）→dfcc（Rm,8.41GPa）→fcc（25.1GPa）,卸压时第fcc相保存到了常压,获得了纯fcc的合金结构。结合CALY PSO结构搜索程序以及第一性原理计算,讨论了合金的高压相的结构,在10-25 GPa结构搜索结果表明R3m为焓值最低的结构,与Ce-50wt.%La合金的实验研究结果一致。在普通实验室搭建了以W Kαl特征X射线为光源的静高压原位XRD系统。几何光路设计采用透射衍射,X射线的单色化采用能量分辨,加压系统采用常规的对称式金刚石对顶砧压机,测角系统采用万分之一度的高精度测角仪,自编软件和远程控制系统,实现了静高压加载下衍射谱的采集。利用该系统获得了金属铋的高压相变序列,实现了在普通实验室进行静高压原位XRD的研究。本短波长XRD系统不仅可用于静高压相变研究,还可以推广到常规物相鉴定、残余应力测试、织构表征等领域。