一、用布里渊散射研究晶体相变（论文文献综述）
鲁梦雅[1]（2021）在《高压下含氢卤族化合物的理论与实验研究》文中研究说明高压使原子间距离减小、轨道交叠、化学键断裂和重组、甚至是结构扭曲等,分子体系因其较弱的分子间相互作用很容易发生结构相变,甚至是分子解离。氢是元素周期表中最轻的元素,根据BCS理论,氢对应着较高的德拜温度,并被理论预言其金属相将是最有潜力的室温超导体。而高压是可以使常压下的分子晶体变成金属相的最有效手段,但是实验上氢的金属化却一直未能实现,主要由于氢的原子半径小,原子间化学键比较强,金属化压力太高,以目前的实验技术很难达到。而卤族原子作为和氢化学性质非常相似的元素受到广泛关注,且氯单质在100 GPa出现金属化,并在130 GPa分解成原子相;溴单质在60 GPa左右发生绝缘体到金属的相变,随后在115 GPa转变为单原子相。随着2004年Ashcroft提出化学预压概念,人们把目标转移到了含氢化合物的身上。于是卤化氢因为存在丰富的相变进入人们的视野,且氯化氢和溴化氢都在高压下出现了氢键对称化以及超导电性,这也给其他的含氢体系指引了思路。卤化铵作为典型富氢化合物家族的一员,因存在丰富的相变而备受关注。在本论文中,我们选取了三种含氢的卤族化合物为研究对象,通过布里渊散射实验手段及第一性原理计算方法对它们的高压行为进行研究,研究成果如下:1.通过原位高温高压布里渊散射光谱结合原位同步辐射X射线衍射（XRD）探究了氯化氢的弹性性质。一共在三个温度下（300 K、390 K和470 K）测得了氯化氢的声速,并且详细地描述了压力对声速的作用。从XRD实验得到了氯化氢的体积数据,通过三阶Birch-Murnaghan方程的拟合,计算得到了氯化氢的密度。然后根据密度和声速得到了弹性常数以及体积模量、剪切模量、弹性各向异性等。紧接着系统地研究了压力和温度对弹性性质的影响,发现弹性常数和模量都是沿着每条等温线随压力单调递增,且在低压的时候,温度的升高会使他们的值有略微的降低。最小二乘误差的平均和弹性各向异性在同样的压力点发生了明显的变化,我们把这个压力点确定为无序-有序相变点,这些帮助我们确定了相I到I’的相界。最终我们把氯化氢的相图拓展到高压高温区,为其他氢化物的结构研究提供了有力的参考。2.我们在0-130 GPa压力范围内,对NH4I进行了二倍胞、三倍胞和四倍胞的定配比结构预测。验证了实验上提出的相Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,且结构和相变压力点跟实验结果符合的很好。除此之外,我们还首次发现了两个高压新相Ibam和Cm。电子能带结构的计算表明两个新相的带隙均随压力的增大而减小。考虑到NH4Br在高压下会分解以及HI的不稳定性,我们比较了相Ⅴ和NH3、H2和I2的焓值,发现NH4I的相V在74 GPa时可能会发生分解,分解产物为NH3、H2和I2,所以这两个高压新相均为亚稳结构,且相Ⅴ的声子谱在80 GPa仍没有出现虚频,我们判断此分解不是由于动力学不稳定造成的,可能是由于碘原子较大的半径,较弱的电负性导致了和其他原子之间弱的相互作用。3.我们在0-350 GPa的压力范围内搜索了NH4Cl的晶体结构,首次发现了NH4Cl的两个高压新相,分别为P21/m和Cmma,根据热力学、力学及动力学稳定性确定了这两个相的稳定压力区间分别为71-107 GPa和107-350 GPa。考虑到高压可能会导致氯化铵分解,我们计算了在0 K时,Cmma相的焓值和NH3（Pma2）以及HCl（P-1）的差值,但计算结果表明直到350 GPa,NH3+HCl的焓值要比Cmma结构的焓值高上4.2电子伏。另外关于氯化铵的晶体结构,相Ⅴ以及两个新相的铵根离子都是反平行取向排列。为了研究NH4Cl中的成键情况,我们还计算了两个新相P21/m和Cmma相的电子局域函数图和拜德电荷,发现氢原子提供电子给氮原子和氯原子,且氮氢之间的共价键一直存在到350 GPa。我们还计算了这四个相的电子能带结构并且给出了带隙随压力的变化图,发现在相Ⅳ存在的压力区间内,带隙随压力的增加而增加,而在相Ⅴ和两个新相的压力区间内,带隙随压力增加而减小,在350 GPa时发生压致金属化。介电常数以及光学吸收系数等性质的计算表明,压力是有效调控材料光学性质的一种手段。
董玲玲[2]（2021）在《氧化铝含量对硅酸镁玻璃在高压下声速和相变的影响》文中进行了进一步梳理地震学在上地幔,过渡带以及核幔边界处观测到了许多超低速度带的存在,这些超低速度带的形成多被归因于硅酸盐的熔融或部分熔融。玻璃常作为一种熔体的类似物用来研究地球内部致密岩浆的性质。因此研究硅酸盐玻璃的高压行为（如声速、相变和状态方程）有助于理解熔体在高压下的特性。MgSiO3是地球内部地幔中含量最丰富的成分,研究MgSiO3玻璃的高压性质对了解地球深部超低速度带具有重要意义。Al2O3也是地球内部最主要的成分之一,其在下地幔最主要的矿物布里吉曼石（MgSiO3）中52 GPa时的溶解度高达29 mol%。然而,Al2O3对MgSiO3物理性质的影响尚不清楚,因此讨论Al2O3对低地幔压力下铝硅酸盐玻璃致密化机理的影响,有助于更好地理解玻璃材料和玻璃熔体在高压下的异常行为。因此,本次研究利用金刚石对顶砧实验装置结合布里渊散射实验技术,首次测量了MgSiO3+5mol%Al2O3玻璃和MgSiO3+24.5 mol%Al2O3玻璃的声速,实验压力分别高达20 GPa和42 GPa,获得了以下成果:1.利用原位高压布里渊散射光谱技术对MgSiO3+5 mol%Al2O3玻璃的声速进行了研究,实验压力高达20 GPa。声速数据显示,高压力下（>17.8 GPa）MgSiO3+5 mol%Al2O3玻璃的横向声学模式VS和纵向声学模式VP与压力变化的梯度比低压力下（<17.8 GPa）的梯度平缓。本实验结果表明在17.8 GPa时MgSiO3+5 mol%Al2O3玻璃的结构发生了变化,这与MgSiO3玻璃的多晶结构相变有关,此时为Si-O配位从4配位向6配位开始转变的压力点。2.利用原位高压布里渊散射光谱技术对MgSiO3+24.5 mol%Al2O3玻璃的声速进行了研究,实验压力高达42 GPa。声速数据显示,高压力下（>31.8 GP）MgSiO3+24.5 mol%Al2O3玻璃的横向声学模式VS与压力变化的梯度比低压力下（<31.8 GPa）的梯度平缓。实验结果表明在31.8 GPa时MgSiO3+24.5 mol%Al2O3玻璃的结构发生了变化,这与MgSiO3玻璃的多晶结构相变有关,此时为Si-O配位从4配位向6配位开始转变的压力点。3.通过分析MgSiO3-Al2O3玻璃的VS与压力的变化曲线得到,Al2O3的掺入对MgSiO3玻璃的声速影响很小。本实验声速数据与之前MgSiO3的声速相比,Al2O3的掺入延迟了Si-O配位从4配位到6配位开始转变的压力点。MgSiO3-Al2O3玻璃体系中Al2O3含量越多,其Si-O配位从4配位到6配位开始转变的压力点越高。4.发现玻璃的合成方式对其在高压下的绝对速度影响很大。利用氧化物作为初始材料合成的MgSiO3玻璃的声速明显高于采用凝胶方法合成的MgSiO3玻璃的声速。5.对高压下非晶体材料的密度计算公式进行了验证,通过比较X射线衍射得到的密度和通过密度公式利用声速计算的密度,发现两者之间的密度差异与压力的升高呈正相关。因此在计算过程中γ不能假定为常数1,而是一个与压力升高相关的变量,压力越大,γ值越大。6.利用声速数据,计算了高压下Al2O3-MgSiO3玻璃的泊松比。结果表明,Al2O3的含量对MgSiO3玻璃的泊松比几乎没有影响,并且所有镁硅酸盐玻璃的泊松比均高于布里奇曼石的泊松比。
王丽君[3]（2021）在《高温高压下含能材料RDX的拉曼光谱研究》文中进行了进一步梳理含能材料被广泛应用于军事科学,并且是航天航空、深井爆破和工业领域的重要能源。近年来,在含能材料领域的研究已取得较大进展,但更为苛刻的使用环境,如航天科技中的各种极端条件,对含能材料的耐热性能和能量密度提出了更高的要求。因此,提高热稳定性、相容性、能量密度、轰爆以及力学性能等是提高含能材料性能的重要目标。RDX是一种典型的含能材料,因其高稳定性和强爆炸威力的特点被广泛应用在武装炸药的装备当中。在外界刺激的作用下,RDX的微观结构以及化学反应动力学均会发生变化,同时也影响着炸药的物理特性和宏观响应特性,进一步会影响武装炸药的轰爆性能与安全性能。因此研究外界刺激对RDX性能的影响,对导弹和固体火箭推进剂的进步具有极其重要的意义。本论文利用高温及高压极端条件下的自发拉曼散射技术对RDX的分子结构、化学键和晶体形态的变化等行为进行研究。同时利用这一技术对含能材料RDX分子C-H键、C-N键等振动模式变化规律进行了深入探讨。取得了以下研究成果:1.利用显微共聚焦拉曼光谱仪和变温系统,研究了α-RDX在高温极端条件下的分子结构演化行为。发现当温度升到463K时,在3077cm-1和3068cm-1处的C-H赤道拉伸振动模式的特征峰合并为3073cm-1处的新峰;属于C-H赤道拉伸振动模式和C-H轴向拉伸振动模式的3002cm-1和2950cm-1被合并为2987cm-1处的单峰;1595cm-1和1573cm-1属于NO2的轴向拉伸振动模式,而1542cm-1属于NO2的赤道拉伸振动模式,三个拉曼峰逐渐合并为一个峰,对应于β-RDX中1572cm-1谱带的特征峰。并且拉曼光谱中C-H平面内弯曲振动、C-H平面外弯曲振动和N-NO2轴向拉伸振动模式等均发生了红移现象,可以确定α-RDX向β-RDX发生转变。与此同时,拉曼光谱中RDX的荧光强度变弱,α-RDX在相变过程中也伴随着热分解现象。并且在降温过程中,β-RDX具有动态稳定性,不会发生可逆行为。该研究为进一步探索高温对RDX的相变行为的影响及热分解提供了实验依据。2.利用金刚石对顶砧高压装置和显微共聚焦拉曼光谱系统,研究了常温常压相α-RDX在高压下的结构演化过程。在6GPa左右时,在3068cm-1和3077cm-1处的C-H拉伸振动模式双峰被合并;353cm-1处的环扭转振动谱带发生了二重劈裂;与此同时,在856cm-1处的C-N拉伸振动模式逐渐开始不均匀的宽化;C-H拉伸振动模式区域内2949cm-1处的轴向拉伸振动模式的拉曼强度大幅度减小,且伴随着一个低能量的肩峰。这些拉曼振动模式的明显变化证明了α-RDX发生了向γ-RDX的相变。在17.4-18.5GPa的压力范围内,在488cm-1、467cm-1和440cm-1处的拉曼环扭转双峰合并为一个峰;在886cm-1的环伸缩振动显示出很大的频率偏移;在775cm-1、862cm-1和988cm-1处出现了新的振动模式;在3075cm-1处的单峰劈裂为双峰。这些变化说明了在该压力下发生了γ-RDX到δ-RDX的结构相变。并且在降压过程中δ-RDX相变至γ-RDX,后又相变为α-RDX,这证明了RDX高压相变行为在20GPa以下具有可逆性。这项研究为探索高压下RDX的相变机理提供参考。
范俊宇[4]（2020）在《典型含能材料的高压光谱、力学与热学性质的理论研究》文中认为含能材料,也称高能量密度材料,是炸药、发射药和推进剂等的总称。含能材料受到外界作用时,会持续发生剧烈化学反应,并在短时间内释放出巨大能量,不仅被广泛应用在矿石开采、土建工程等国民经济领域,更重要是在航空航天、国防等领域。因此,含能材料的基础研究对国防工业和国民经济生产具有重要的科学意义和应用价值。本论文基于密度泛函理论,分别研究了不同色散修正方法对典型含能材料的适用性;RDX、PETN和HMX的高阶弹性常数;不同压力加载条件下,几种典型含能材料的晶体结构和振动特性以及在有限温度下的热力学行为。大部分的含能材料属于分子晶体,由氢键、范德瓦尔斯等弱相互作用主导。因此,准确地描述非键相互作用对于含能材料的研究至关重要。本论文系统评估了密度泛函理论框架下一系列色散修正方法对含能材料结构和基本物性的描述,包括半经验色散修正的DFT-D方案和非局域关联泛函的vdW-DF方案。常压下,optPBE-vdW,DFT-D3和vdW-DF2方法可以比较准确地计算体系的晶胞体积,且PBE-D3和vdW-DF2方法可以较好地重复实验的晶格能。高压下,DFT-D3和vdW-DF2方法计算的晶胞体积均可以重复实验上的趋势,但DFT-D3的结果更加准确。进一步,采用DFT-D3方法计算了含能材料的体积模量,也与实验值符合较好。因此,DFT-D3方法能够相对合理地描述常压和高压下含能材料中的非键相互作用。含能材料的力学性质可以定量地描述其线性和非线性响应,也有助于理解材料的非谐行为,如体系的热膨胀、热传导和声子间相互作用等。本论文基于上述方法评估结果和晶体均匀形变理论,计算了三种具有较高对称性的典型含能材料（RDX,PETN,δ-HMX）的二阶和三阶弹性常数。计算的RDX、PETN和δ-HMX的二阶弹性常数与实验和计算值符合较好。计算的弹性模量可以定量地反映出晶体在不同方向上力学响应的难易程度。例如RDX、PETN的x轴方向和δ-HMX的z轴方向受到外界张力时不易发生形变。进一步,预测了三种含能材料的完备三阶弹性常数。其中表HMX由于相对较高的对称性,其三阶弹性常数分量满足对称性约束关系,表明当前的计算方法具有一定的可靠性。这些三阶弹性常数不仅是描述晶体非谐效应的关键参数,也为构建本构方程,开展含能材料的宏观尺度模拟提供了重要的输入参数。含能材料在爆轰过程中经历的高压高温等极端条件,将导致晶体和分子结构的变化是含能材料研究的重点。本论文基于色散修正的密度泛函理论,研究了几种典型含能材料在不同压力加载条件下的晶体结构和谱学特性。静水压缩下,多数拉曼振动频率随压力的增加呈蓝移趋势,但部分的振动模式会呈现红移现象,如RDX的NO2拉伸振动;或者出现微小的跳变,如TATB在3-5GPa时与NH2相关的拉曼频移。这些变化可能与其潜在的结构相变有关。单轴压缩下,含能材料的拉曼光谱随着压力的增加均呈现出异常的变化和各向异性,如PETN在[001]方向的不连续;FOX-7在三个晶轴方向均出现不连续变化;TKX-50在[100]和[001]方向的不连续和红移等,上述变化均与含能晶体中的氢键网络、化学基团的取向和排布密切相关,进而引发可能的单轴压制相变。这些结果在原子分子水平丰富了人们对含能材料高压结构变化的认识。含能材料在有限温度下的结构和热学性质对理解其温度效应至关重要。本论文选取典型含能材料NM、PETN、HMX和TATB为研究体系,结合色散修正的密度泛函理论和准简谐近似方法来研究晶格动力学过程。考虑零点能和温度效应修正可以显着提升计算精度,计算得到室温下的晶胞体积与实验值的偏差均在0.62%以内。所有体系的晶格参数和热膨胀系数随温度的演化均表现出较强的各向异性,尤其对于层状结构的TATB,分子层间的膨胀率高达2.61%,远高于层内方向以及其他含能材料。计算的等压热容可以很好地重复实验数值以及随温度的演化趋势,同时也提供了较宽温度范围的热容变化。室温下的绝热体积模量与实验测量值基本保持一致,且随着温度的升高逐渐减小。这些结果为实验上测量含能材料的热力学参数提供了参考。
王佳钰[5]（2020）在《高压下硅氢化物的结构与物性研究》文中研究说明自1935年E.Winger提出氢在高压力下可能金属化的预言以来,引起了众多科研工作者关注并进行了大量的理论和实验研究,同时理论研究对金属氢可能是潜在的高温超导体的预测对物理及材料科学都具有重大意义。2017年哈佛大学的R.P.Dias和Isaac F.Silvera称在495 GPa压力条件下获得了金属氢,但由于操作不当而导致样品消失,因此该实验也受到很多质疑;M.I.Eremets等人在350–360 GPa的压力下发现氢开始导电,电导率与温度的依赖关系吻合典型的半金属特征;Paul Loubeyre等人预测在425 GPa附近可能出现金属态,发现氢的直接带隙出现不连续变化从0.6e V降到0.1e V,由此可见金属氢制得是极其困难的,迄今为止实验上却一直没能实现氢的超导态。2004年N.W.Ashcroft提出,在富氢材料中的非氢原子会对氢原子产生挤压的作用,相当于对氢产生一种预加压的效果,可能有效的降低氢的金属化压力。人们对高压下碱金属、碱土金属、碳族、硫族等多种富氢化合物进行了大量的理论与实验研究,并取得了一定的成果。其中碳族（IVa主族）氢化物是最早提出“化学预压”概念的一类富氢化合物,理论预测硅烷（Si H4）、乙硅烷（Si2H6）、锗烷（Ge H4）、Sn H4（锡烷）等均有较高的超导转变温度。然而目前对硅烷及乙硅烷的诸多理论和实验研究结果还存在许多争论和未解难题,比如硅烷的高压相结构到底有几种,哪种结构最稳定,不同理论预测方法给出的结果不尽一致。而各种理论预测的结构及超导转变温度等都未能在实验上得到证实,缺乏有力证据,实验方面不同小组的研究也同样给出了不同的相变序列或金属化压力。因此本论文以硅烷和乙硅烷为主要研究对象,开展了一系列详细而深入的高温高压实验研究。得到的主要成果如下:1、通过原位高压拉曼光谱、原位高压同步辐射X射线衍射和原位高压布里渊散射光谱分析对乙硅烷进行了系统研究,发现在50 GPa内乙硅烷先后发生七次结构转变,首次确定了乙硅烷由液态I相向I’相、II相、III相、IV相、V相、VI相和VII相的相转变序列。当压力小于20 GPa时,乙硅烷的相变是可逆的。当压力高于35.3 GPa时乙硅烷发生压致分解,产生单质硅和氢,为不可逆相变。低温下,首次确定了乙硅烷的高压相变序列。低温拉曼光谱研究发现乙硅烷的拉曼峰半峰宽明显减小,但相变序列与室温相变序列相似,并未发生明显结构转变。2、通过原位高压拉曼光谱和原位高压同步辐射X射线衍射光谱分析对硅烷进行了系统研究,发现了拉曼光谱特征振动的明显变化,在12.9 GPa,硅烷发生二聚反应生成乙硅烷,确定了硅烷由液态I相向I’相等固态相及聚合转变的转变序列和相变压力。当压力高于23.6 GPa后,则会发生不可逆分解,产物为单质硅和氢。在降压过程中对分解产物的XRD衍射和拉曼光谱研究发现恢复到常压后的产物为Si-XII/Si-III和氢化非晶硅。常压下分解产物a-Si:H,在激光的影响下出现光致衰退效应变为Si-I。3、通过原位高温高压布里渊散射光谱分析对硅烷的声速、弹性和结构稳定性进行了研究。首次获得了硅烷的声速变化规律,获得了沿300 K、359K和407 K三条等温线上,液态硅烷声速和折射率随压力的变化关系,发现高温下硅烷更不稳定容易分解。高温下硅烷和PEEK薄膜声速变化对比,推测压力会抑制温度对硅烷声速软化的影响。常温加压过程中声速的变化反映出部分结构转变的发生,与拉曼结果一致。
姜峰[6]（2020）在《含铜矿物（CuFeO2、CuFeS2、CuS2、CuS）高温高压结构和稳定性研究》文中提出本论文利用金刚石压腔装置,结合显微激光加热系统和电阻丝加温装置模拟地球深部温压环境,对铜铁矿（CuFeO2）、黄铜矿（CuFeS2）、黄铁矿结构CuS2、铜蓝（CuS）四种含铜矿物开展高温高压实验研究。运用原位拉曼光谱、同步辐射X射线衍射和扫描电镜等技术进行分析测试,并结合第一性原理理论计算模拟进行辅助研究。通过探讨四种含铜氧化物与硫化物的高温高压结构和化学稳定性,进而获得Cu元素在地球深部的价态、配位多面体形式和可能的赋存形式。（1）通过铜铁矿（CuFeO2）高压下激光加温实验,在54 GPa、2000 K范围内首次实验合成了无序的岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体。(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体是一种与下地幔中大量存在的镁方铁矿(Mg1-x,Fex)O类似的物质,它的形成指示了Cu2+离子可能以类质同象替代的方式进入镁方铁矿晶格,为Cu元素在地幔中的赋存提供了一种可能性。岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体中,Cu2+和Fe2+占据相同位置,并与周围阴离子形成呈规则八面体配位,表明Cu2+的Jahn-Teller效应被完全抑制。卸压至大约14.5 GPa,岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体开始非晶化,并在常压下完全非晶化,原因是高压下被抑制的Jahn-Teller效应在低压下不足以被抑制而重新显现。运用Birch-Murnaghan状态方程对合成的岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O的P-V数据拟合得到,V0=86.6（7）?3、K0=96（5）GPa及K’=4（固定）。（2）对黄铜矿（CuFeS2）在30 GPa、800-2000 K范围内开展了系统的高温高压实验研究,原位拉曼光谱、同步辐射X射线衍射和扫描电镜结果表明黄铜矿（CuFeS2）在高温高压条件下发生分解反应,分解产物为黄铁矿（FeS2）和熔体状的富铜相（Cu4FeS3）。黄铜矿（CuFeS2）分解后得到黄铁矿（FeS2）而非其它铜硫化物CuS、Cu2S、CuS2等形式,且富余的含Cu物质呈熔体存在,表明黄铁矿（FeS2）的结构和化学稳定性要高于绝大多数的铜硫化物。Cu的亲硫性通常比Fe高,然而实验结果显示出Cu的亲硫性在高温高压条件下可能不如Fe,这与Cu的硫化物在高温高压下普遍不如Fe的硫化物稳定有相似之处。（3）利用金刚石压腔在34.1 GPa、2000 K温压条件下首次合成了黄铁矿结构CuS2,拓展了它已知的合成温压范围。黄铁矿结构CuS2的高压拉曼光谱和同步辐射X射线衍射实验表明,它在30 GPa压力范围内稳定存在,不发生结构相变。拉曼光谱结果显示,CuS2的所有拉曼模频率随压力增加呈连续的单调线性增加。用Birch-Murnaghan状态方程对同步辐射X射线衍射实验得到的P-V数据进行拟合得到,V0=193.8（5）?3、K0=99（2）GPa及K’=4（固定）。CuS2的第一性原理理论计算结果与实验结果保持一致。黄铁矿结构CuS2在地幔温压条件下保持稳定,指示了Cu2+在高温高压环境中可能比Cu+更为稳定,并且为地幔中Cu的赋存形式提供了另一种潜在可能性。（4）对铜蓝（CuS）在35 GPa、2000 K温压范围内开展常温高压和高温高压实验,结果表明CuS在大约8 GPa发生结构相变,随后在大约18 GPa发生非晶化。CuS的两个高压相经过800 K以上温度加热后,会进一步发生分解反应生成黄铁矿结构CuS2和一种富铜物相。指示了黄铁矿结构CuS2在高温高压条件下的结构和化学稳定性高于CuS。结合四种含铜矿物高温高压实验结果,岩盐结构固溶体(Cu0.5,Fe0.5)O和黄铁矿结构CuS2可以在地幔温压条件下稳定存在,为Cu在地幔中的赋存提供了两种潜在的可能性。(Cu0.5,Fe0.5)O和CuS2中的Cu离子均为+2价态,表明Cu+在地球深部温压环境中可能不如Cu2+稳定。黄铁矿结构的FeS2和CuS2在高温高压下都有较高稳定性,而黄铜矿（CuFeS2）在高温高压下分解生成黄铁矿（FeS2）而非CuS2,指示地幔温压环境中Cu2+的亲硫性可能不如Fe2+强,与常温常压下的Cu2+强烈亲硫性不同。本论文的研究结果对于Cu在地球深部的价态、配位多面体形式和赋存形式等方面提供了重要的参考。
段云飞[7]（2020）在《高温高压下MgO-Al2O3-SiO2-H2O体系内地幔矿物的热弹性力学性质及其地球物理学意义》文中认为地球内部的绝大多数直接信息来自于地震学观测,利用不同温压条件下的矿物弹性性质可以使我们结合已有的波速信息对地球内部物质组成进行推测,因此高压实验所提供的矿物密度、弹性模量等物理性质随地球深度变化的趋势对地球深部科学研究具有重要意义。地幔中的MgO-Al2O3-SiO2-H2O（MASH）体系内矿物对地幔矿物的弹性性质产生明显影响,广泛参与地球内部的不均一性、波速异常等,具有重要的地球物理学意义。本文利用金刚石对顶砧结合X光衍射、布里渊散射和激光加热技术对MASH内的MgAl2O4-尖晶石和δ-AlOOH在高温高压下的热弹性力学性质进行了探究,揭示了上地幔顶部的尖晶石的弹性性质对该区域的地震波速影响以及俯冲板片中最有潜力将水从地表带到核幔边界的δ-AlOOH的热稳定域、热力学状态方程及相关的地震学特征。MgAl2O4-尖晶石在上地幔顶部是一种重要的含铝相,在下地幔的俯冲板片中亦有大量铁酸钙结构的MgAl2O4存在,对于Al向地球内部的运输具有重要意义。我们对MgAl2O4-尖晶石在300～1000K,1bar～10.9GPa范围内的三个独立弹性常数进行了测量,并用三阶有限应变方程对其进行拟合,结果显示三个独立弹性常数在不同温度下随压力的增长而增长。与上地幔的其他主要造岩矿物相比,MgAl2O4-尖晶石的波速明显具有最高的Vp、VS和VP/VS。尖晶石橄榄岩是上地幔顶部的主要岩石类型,结合上地幔的主要造岩矿物我们模拟了尖晶石橄榄岩沿冷、热俯冲板片地温曲线的VP、VS和VP/Vs变化趋势,并分析了尖晶石橄榄岩矿物成分的变化对其波速的影响。尖晶石橄榄岩矿物成分的变化可以使Vp、Vs在其各自最低值基础上分别产生2.1%、1.3%的浮动,其中含有较多尖晶石和橄榄石的橄榄岩VP、VS较高。上地幔的含铝相存在尖晶石-石榴子石转变,我们也对该转变进行了分析,不过该相并变未引起VP、VS的明显变化。δ-AlOOH被认为是俯冲板片中一种很有潜力向地球深部输水的介质。我们在足以覆盖全地幔温压范围内研究了 δ-AlOOH的温压稳定范围,并首次拟合得到其热力学状态方程及相关的热力学参数。δ-AlOOH具有极高的稳定性,其脱水相界与正常地幔地温曲线很接近,表明其可以随俯冲板片一直被带到核幔边界附近。由拟合得到的热力学参数,我们模拟了 δ-AlOOH的密度（ρ）、体波波速（VΦ）沿俯冲板片地温曲线的变化模型。与下地幔的其他主要矿物相比,δ-AlOOH具有最低的ρ和最高的VΦ这为通过地震学方法探测地幔中δ-AlOOH的潜在性提供了约束条件。俯冲板片中Egg相分解会产生δ-AlOOH和斯石英,因此我们也研究了ρ、VΦ由Egg相到δ-AlOOH沿热、冷俯冲板片地温曲线的变化趋势,该相变使密度分别增加～2.1%、～2.5%,而体波波速分别增加～19.7%、～20.4%。与下地幔的其他主要矿物相比,δ-AlOOH具有最低的ρ/VΦ值,这一特征有助于通过地震学手段判定δ-AlOOH在下地幔的潜在存在性。δ-AlOOH极广的稳定域,使其可以将水输送至核幔边界附近,由于核幔边界温度陡升,δ-AlOOH相变脱水,从而引发部分熔融。水也可以与来自外核的Fe反应生成具有低波速特征的FeO2Hx。部分熔融和FeO2Hx的存在可以用来解释核幔边界附近出现的超低波速区。在上述两项研究中,我们获得了上地幔顶部的含铝相之一和俯冲板片中的含铝含氢相的热弹性力学性质。利用尖晶石结合上地幔其他主要造岩矿物,我们构建了上地幔顶部的地震波速模型,为地震观测提供了一个参考模型。而δ-AlOOH则为我们提供了构建Al和水向下地幔的输送一个极富潜力的载体和解释核幔边界附近超低波速异常的关键钥匙。
郝尚钦[8]（2020）在《基于秋本石和其他矿物的弹性数据对多个660不连续面的解释和下地幔温度成分的反演》文中研究指明探究地球内部的温度和成分分布是固体地球物理学的一个重要课题。第一性原理计算得到的矿物高温高压下的弹性数据可以达到和实验相比拟的准确度。结合这些弹性数据和地震学的研究结果,可以对地球深部的成分和温度获得更多认识。我们利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,得到了高温高压条件下秋本石的状态方程和弹性性质。计算结果与实验数据吻合很好。结合秋本石和其他矿物的弹性数据,我们计算了由秋本石相关的相变引起的VP、VS和密度变化。秋本石到布里奇曼石的相变会导致VP和VS分别增加4.6%和8.3%,仅为超硅石榴石到秋本石相变的二分之一左右。此外,由于超硅石榴石到秋本石以及秋本石到布里奇曼石的相变都具有很宽的相界,所以这两个相变可能难以解释俯冲带区域660 km深度附近的多个不连续面。最近的研究表明,在冷的俯冲板块中,辉石和石榴石转变为超硅石榴石的过程会被强烈抑制。镁铝榴石会在660 km深度以下分解为布里奇曼石和刚玉,并且该相变具有尖锐的相界和很大的波速和密度跳变。因此,对于俯冲板块中700-750 km深度处的不连续面,镁铝榴石的分解是一个更为合理的解释。此外,在低温下600 km左右的深度,斜方辉石高压相向秋本石的相变可使VP、VS和密度分别增加10.1%、14.8%和9.9%,这可能可以解释部分俯冲板块在该深度的不连续面。与此同时,在地幔过渡带底部,秋本石的各向异性明显高于其它主要矿物,因此一些俯冲板块在该深度出现的地震波各向异性很可能来自于秋本石的晶格优选定向排列。利用第一性原理计算得到的下地幔主要矿物的高温高压弹性数据,并结合地震层析成像模型,我们采用马尔科夫链蒙特卡洛方法反演了下地幔的三维矿物成分和温度分布。主要反演的参数为下地幔的温度,主要矿物铁方镁石、布里奇曼石、后钙钛矿和钙钙钛矿的的质量分数以及相应的铁含量。经过对反演参数范围、反演步长、步数和频率分布的测试,我们得到了最终的结果。一维平均结果显示,下地幔的温度明显高于绝热地温线,尤其在核幔边界温度很高。下地幔的铁方镁石的质量分数和Mg/Si在800至2000 km深度逐渐变小,从2000 km到核幔边界又逐渐增大。进一步地,我们具体分析了大低剪切波速省（LLSVP）与周围区域反演结果的区别。对于深度为2800 km的剖面,LLSVP相比周围区域具有很强的高温异常,对应温度偏高的是含量偏低的后钙钛矿和含量偏高的布里奇曼石。另外,LLSVP密度略高,铁含量明显偏高。沿25°S的纵截面的结果和以上结果类似,但LLSVP上部的密度偏低,与2800 km的结果相反。
滕雷[9]（2020）在《基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术研究》文中提出目前,分布式布里渊光纤传感技术已广泛应用于公路、桥梁、隧道和油气管道等大型基础设施的结构健康监测领域。但是受限于传感器原理,传统的分布式布里渊光纤传感技术只能测量温度和应变信息。为了满足不断衍生出的实际测量需求,本论文提出基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术。该技术基于光纤的相双折射对流体静压强或盐度的敏感性,利用布里渊动态光栅测量光纤相双折射变化,从而实现对静压强/盐度的分布式测量。首先,本论文开展了布里渊动态光栅的理论研究,理论分析了影响传感性能的诸多因素,为优化实验系统参数、提高测量精度和传感距离提供理论支撑。本论文以布里渊增强型四波混频为理论模型,描述了布里渊动态光栅激发和读取过程。通过求解耦合波方程,数值分析探测光功率对光栅反射谱的影响,结果表明:提高探测光功率会降低反射率、展宽反射谱,降低信噪比和测量精度;研究了泵浦抽空效应对传感距离的限制,表明连续泵浦光会引起泵浦抽空效应,限制传感距离。因此,为了提升传感距离,应该采用脉冲泵浦光激发布里渊动态光栅。该内容为进一步优化系统、提高测量精度提供理论支撑。进而,针对相关学者对布里渊动态光栅能否测量相双折射仍存在争议的问题,开展了布里渊动态光栅测量相双折射的验证性研究工作。首先,基于有限元分析方法开展了保偏光纤相双折射和群双折射的理论分析,明确了保偏光纤（特别是形状型保偏光纤）具有的相双折射与群双折射差异性。然后,利用Sagnac干涉仪测量保偏光纤的群双折射,结果与理论模型得到的群双折射相符,证明了理论模型的正确性。最后,利用布里渊动态光栅测量光纤双折射,实验结果与理论模型得到的相双折射值吻合,证实了布里渊动态光栅测量光纤相双折射的能力。该研究内容为通过布里渊动态光栅测量相双折射,实现流体静压强/盐度分布式传感提供了理论依据。基于上述研究,本论文开展了基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强分布式测量技术研究。首先,建立流体静压强调制光纤相双折射的有限元分析模型,分析了流体静压强与双折射频移的关系,仿真对比了不同保偏光纤对静压强的灵敏度。结果表明:双折射频移的静压强灵敏度比布里渊频移的静压强灵敏度至少提高100倍,保偏光子晶体光纤的静压强灵敏度比熊猫光纤的静压强灵敏度至少提高两倍。然后,以保偏光子晶体光纤为传感光纤,开展了基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强分布式测量实验,实现在1.05Mpa的测量范围内,测量灵敏度为199 MHz/MPa,测量精度为0.03 MPa的流体静压强分布式测量。为了解决流体静压强测量中存在的温度串扰问题,提出了以布里渊光时域分析仪（BOTDA）辅助补偿温度串扰的静压强测量方法,实现温度无关型静压强分布式测量。该方法不增加系统复杂度,利用BOTDA测量光纤布里渊频移变化以解调温度变化,利用温度与双折射频移的关系补偿温度对双折射频移的影响。所述方法解决了流体静压强分布式测量系统温度交叉串扰的问题,且可以应用于本文提出的盐度分布式测量技术。最后,本文提出了一种基于光纤布里渊动态光栅的盐度分布式测量技术。该技术以聚酰亚胺涂覆层保偏光子晶体光纤为传感光纤,基于盐度变化引起聚酰亚胺涂层溶胀,进而调制光纤的相双折射这一特性。首先建立盐度调制光纤相双折射理论模型,获得了盐度对光纤相双折射的影响规律。然后,进行基于布里渊动态光栅的光纤盐度分布式测量实验,证明了该实验系统具有盐度分布式测量能力,并具有良好的重复性和温度串扰补偿能力。实现了最大测量灵敏度为139.6 MHz/（mol/L）,最大测量精度为0.072 mol/L的盐度分布式测量。综上所述,本论文提出基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术,有效扩展了布里渊光纤传感技术的应用领域,为光纤分布式传感技术的工程应用提供指导。
谭鹏[10]（2019）在《钽铌酸钾单晶生长与动态电光性能研究》文中认为晶体电光效应是实现光学信号电场调控的重要方法,被广泛应用于光学通信、成像和存储领域。制备高电光性能晶体、研究大电光效应起源机制对提升光信号调制效率、推进电光应用发展具有重要意义和价值。钽铌酸钾(KTa1–xNb)xO3,简称KTN)晶体电光性能优异,二次电光系数高达10-14–10-13 m2/V2,具有纳秒级响应时间和宽透光范围（400–4000 nm）,且兼具高电控衍射效率和大电致伸缩系数,相界可通过Ta/Nb组分比实现调控,被认为是最优异的电光材料之一,是当前电光晶体研究的热点,在光学通信、存储、成像和机电能转换领域应用前景广泛。然而,材料和物理两方面的研究限制阻碍了KTN晶体优异电光性能的表现。在材料方面,高光学质量KTN晶体仍生长困难,质量控制缺乏规范性依据,组分调控技术尚不成熟;从物理角度出发,KTN优异电光性能与极性纳米微区（Polar nanoregions,简称PNRs）动态响应特性密切相关,但PNRs场致演化调控、动态电光特性及对宏观电光性能的作用机制尚未清晰,亟需突破。如何解决这两方面的问题成为进一步提升KTN晶体电光性能、推进高性能电光器件发展的关键。本文旨在解决KTN电光效应现存问题,对KTN晶体生长设计与动态电光特性进行研究。晶体形貌和等径生长控制是制备高品质、高性能KTN晶体的重要工艺。本文从顶部籽晶助溶剂法生长原理出发,结合自然生长结晶能模型和第一性原理计算方法,着重研究了KTN晶体生长形貌和等径生长控制问题,研究了生长温度等因素对晶体生长的调控作用,提出了避免晶体直径波动、优化晶体等径生长的有效温度控制方法,实现了晶体尺寸可控生长,成功制备出系列高品质KTN晶体,提升了晶体结晶质量和电光性能。梯度折射率光学材料由于在集成光学和光纤光学领域的重要应用前景,受到广泛关注。本文提出可变折射率梯度工程方法,基于晶体生长分凝效应,提出了有效KTN晶体组分调控方法,优化了组分分布可控生长工艺,设计并成功实现了组分梯度分布KTN晶体,采用电光测量技术表征了晶体内二次电光系数及其梯度分布,进而实现了在不同外电场作用下的可变梯度折射率。基于该组分梯度KTN晶体,研发了大角度、MHz高响应速率的新型电光偏转扫描器。PNRs被认为是KTN晶体优异电光性能的结构起源。本文对KTN晶体动态电光效应进行了全面研究,结合电光系数表征手段和介电系数温度依赖特性研究,研究了铁电-顺电相界处PNRs有序无序状态,通过电光性能的电场依赖效应表征了PNRs本征电光特性,提出了PNRs具有振动和取向两种响应模式,表明了局域束缚影响下取向模式状态是导致KTN晶体动态电光性能的直接原因,解释了PNRs激活取向响应对顺电相KTN二次电光性能的增益机制,研究了极化、热冲击处理诱导PNRs等极化团簇结构演化对电光性能的影响,研究了铁电相中取向一致的稳定极化状态对线性电光效应的作用,分析了PNRs等偶极团簇极化状态对电光性能的重要贡献。关联无序体,作为广泛存在的结晶状态,广泛存在于复杂体系中并对材料性能提升作用关键,应力和应变作用控制着无序体特性。本文基于KTN晶体第三热释电效应和温场分布诱导的双折射率效应,研究了应力和应变梯度对PNRs的诱导调控作用;设计并实现了KTN晶体宏观应变梯度,通过挠曲电场控制初始PNRs状态,利用二次电光效应的强电场依赖特性,着重研究了应变梯度对PNRs诱导的动态电光性能的影响,并结合介电、拉曼和吸收谱研究,分析了应变梯度对局域无序极化状态的决定性作用;基于高分辨成像手段,表征了10-3–10-2 nm-1量级的局域应变梯度,分析了组分无序诱导的局域结构异质性引起的应变梯度对PNRs局域偶极状态的形成贡献与驱动效应,表明了应变梯度在固溶铁电体性能调控中的关键地位。
二、用布里渊散射研究晶体相变（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用布里渊散射研究晶体相变（论文提纲范文）
（1）高压下含氢卤族化合物的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压物理学简介 |
| 1.2 计算材料学 |
| 1.3 高压下物质丰富的相变 |
| 1.3.1 氨的高压相变 |
| 1.3.2 氯化氢的高压相变 |
| 1.3.3 碘化氢的高压相变 |
| 1.3.4 卤化铵的高压相变 |
| 1.4 选题目的及意义 |
| 1.5 论文各章主要内容 |
| 第二章 高压技术与理论基础 |
| 2.1 金刚石对顶砧装置及原理 |
| 2.1.1 压机的种类 |
| 2.1.2 压砧的种类 |
| 2.1.3 垫片的种类 |
| 2.1.4 传压介质 |
| 2.1.5 压力标定 |
| 2.2 同步辐射XRD技术 |
| 2.3 高温高压布里渊散射实验 |
| 2.3.1 布里渊散射原理简介 |
| 2.3.2 电加热高温高压布里渊散射装置 |
| 2.3.3 系统中压力、温度的测量与校正 |
| 2.4 高压样品的封装及单晶的生长 |
| 2.5 理论基础 |
| 2.5.1 绝热近似 |
| 2.5.2 Hartree-Fock近似 |
| 2.5.3 密度泛函理论 |
| 2.5.4 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.5.5 Kohn-Sham方程 |
| 2.5.6 交换关联泛函 |
| 2.6 计算方法 |
| 2.6.1 晶体结构预测 |
| 2.6.2 赝势的选择 |
| 2.6.3 晶格动力学 |
| 2.6.4 结构的力学稳定性判据 |
| 2.6.5 光学性质 |
| 第三章 氯化氢的高温、高压布里渊散射研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 电加热氯化氢的高温高压布里渊散射 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 高温高压布里渊散射实验结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 高压下卤化铵NH_4X(X= I、Cl)的理论研究 |
| 4.1 卤化铵的研究背景 |
| 4.2 NH_4I的第一性原理研究 |
| 4.2.1 计算方法和细节 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 NH_4Cl的第一性原理研究 |
| 4.3.1 计算方法和细节 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.3.3 小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）氧化铝含量对硅酸镁玻璃在高压下声速和相变的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压物理学概述 |
| 1.2 硅酸盐玻璃体系简介 |
| 1.3 硅酸盐玻璃体系的研究现状 |
| 1.4 本论文的研究目的及意义 |
| 第二章 静态高压发展简介 |
| 2.1 高压设置 |
| 2.2 金刚石对顶砧装置 |
| 2.3 金刚石对顶砧的应用 |
| 第三章 实验方法与实验设备 |
| 3.1 合成方法与样品表征 |
| 3.2 红宝石荧光标压技术 |
| 3.3 高压布里渊散射技术 |
| 第四章 MgSiO_3-Al_2O_3玻璃的常压以及高压布里渊散射研究 |
| 4.1 MgSiO_3-Al_2O_3 玻璃的常压以及高压布里渊散射研究 |
| 4.2 Al_2O_3对MgSiO_3玻璃声速的影响 |
| 4.3 Al_2O_3对MgSiO_3玻璃相变的影响 |
| 4.4 高压下玻璃的密度计算公式 |
| 4.5 Al_2O_3对MgSiO_3玻璃泊松比的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）高温高压下含能材料RDX的拉曼光谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 含能材料国内外研究现状 |
| 1.2 含能材料研究意义 |
| 1.3 RDX物理化学特性 |
| 1.4 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 拉曼光谱及高压技术原理 |
| 2.1 拉曼光谱 |
| 2.1.1 散射的定义与分类 |
| 2.1.2 拉曼光谱原理 |
| 2.1.3 自发拉曼散射的半经典理论 |
| 2.2 高压科学技术 |
| 2.2.1 高压科学发展简述 |
| 2.2.2 金刚石对顶砧及高压实验技术 |
| 第3章 RDX变温拉曼光谱研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 RDX的X射线衍射光谱 |
| 3.1.2 RDX的 SEM形貌特征 |
| 3.1.3 RDX的 DET计算 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 温度对RDX振动强度及频移的调制 |
| 3.3.2 降温过程中RDX相结构的不可逆性研究 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 RDX分子高压下相变研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 压力对RDX相变的拉曼光谱影响 |
| 4.3.2 降压过程中RDX相结构的可逆性研究 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论及展望 |
| 1.结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学生期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）典型含能材料的高压光谱、力学与热学性质的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 含能材料概述 |
| 1.2 含能材料的基础热学性质 |
| 1.2.1 结构表征和热稳定性 |
| 1.2.2 热力学性质 |
| 1.3 压力和温度依赖的结构转变 |
| 1.3.1 层状堆叠体系 |
| 1.3.2 交叉堆叠体系 |
| 1.4 本文主要研究思路 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 多电子关联问题 |
| 2.1.2 Born-Oppenheimer绝热近似 |
| 2.1.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.4 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.5 交换关联泛函 |
| 2.2 色散修正方法 |
| 2.3 均匀形变理论 |
| 2.3.1 形变张量 |
| 2.3.2 弹性常数的计算 |
| 2.4 体模量的计算 |
| 2.5 拉曼光谱简介 |
| 2.6 本文使用软件包简介 |
| 3 几种色散修正方法对含能材料的适用性评估 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 常压下晶胞体积与晶格能 |
| 3.3.2 高压下晶格参数与体积 |
| 3.3.3 体模量及其一阶导数 |
| 3.4 小结 |
| 4 含能材料的二阶和三阶弹性常数计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 平衡状态下的晶格参数 |
| 4.3.2 二阶弹性常数 |
| 4.3.3 弹性模量 |
| 4.3.4 三阶弹性常数 |
| 4.4 小结 |
| 5 不同加载条件下含能材料的结构和振动光谱研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 几何结构与状态方程 |
| 5.3.2 静水压缩 |
| 5.3.3 单轴压缩 |
| 5.4 小结 |
| 6 有限温度下含能材料的热力学性质 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 含能材料在室温下的晶格参数 |
| 6.3.2 有限温度下的晶格参数 |
| 6.3.3 温度依赖的热力学特性 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）高压下硅氢化物的结构与物性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压物理学简介 |
| 1.2 Ⅳa主族富氢化合物简介 |
| 1.3 论文选题目的和意义 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 第二章 高压实验方法与技术 |
| 2.1 金刚石对顶砧高压实验技术 |
| 2.2 同步辐射X射线衍射实验方法 |
| 2.3 高压拉曼散射实验方法 |
| 2.4 高温高压布里渊散射实验方法 |
| 2.4.1 布里渊散射简介 |
| 2.4.2 电加热高温高压布里渊散射系统 |
| 2.4.3 电加热系统的压力、温度测量与较正 |
| 2.5 气体样品的封装方法 |
| 第三章 室温下乙硅烷的高压物性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 室温下乙硅烷的高压XRD研究 |
| 3.3 室温下乙硅烷的高压拉曼光谱研究 |
| 3.3.1 乙硅烷的拉曼光谱指认 |
| 3.3.2 乙硅烷拉曼光谱分析 |
| 3.4 室温下乙硅烷的高压布里渊散射研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 低温下乙硅烷高压研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低温下乙硅烷高压拉曼光谱 |
| 4.2.1 乙硅烷拉曼光谱指认 |
| 4.2.2 乙硅烷拉曼光谱分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 室温下硅烷的高压物性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 室温下硅烷的高压拉曼散射 |
| 5.2.1 硅烷拉曼光谱指认 |
| 5.2.2 硅烷的拉曼光谱分析 |
| 5.3 硅烷的高压同步辐射研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 硅烷的高压弹性研究 |
| 6.1 室温下硅烷的高压布里渊研究 |
| 6.1.1 液态硅烷的高压布里渊研究 |
| 6.1.2 晶态硅烷的布里渊光谱 |
| 6.2 高温下硅烷的高压布里渊研究 |
| 6.3 高温下聚醚醚酮的高压布里渊研究 |
| 6.4 硅烷结构稳定性对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 学术成果 |
| 致谢 |
（6）含铜矿物（CuFeO2、CuFeS2、CuS2、CuS）高温高压结构和稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 铜氧化物和铜硫化物高温高压研究现状 |
| 1.3 主要研究思路和内容 |
| 第2章 高温高压实验技术 |
| 2.1 金刚石压腔装置(DAC)与相关高压实验技术 |
| 2.1.1 金刚石压腔装置(DAC) |
| 2.1.2 压砧和垫片 |
| 2.1.3 压力标定方法 |
| 2.1.4 传压介质选择 |
| 2.2 高温技术与加热装置 |
| 2.2.1 激光加温技术 |
| 2.2.2 电阻丝加温技术 |
| 2.3 拉曼光谱分析技术 |
| 2.4 同步辐射X射线衍射技术 |
| 第3章 CuFeO_2高温高压结构和稳定性研究 |
| 3.1 铜铁矿(CuFeO_2)研究现状 |
| 3.2 样品合成和实验方法 |
| 3.3 粉末X射线衍射谱结构精修 |
| 3.4 卸压过程X射线衍射谱变化特征 |
| 3.5 P-V状态方程及其参数对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 CuFeS_2高温高压结构和稳定性研究 |
| 4.1 黄铜矿(CuFeS_2)研究现状 |
| 4.2 实验样品和实验方法 |
| 4.3 黄铜矿14GPa电阻丝加温实验结果与分析 |
| 4.4 黄铜矿25GPa激光加温实验结果与分析 |
| 4.5 分解产物拉曼频率和体积随压力变化关系 |
| 4.6 黄铜矿4.5GPa电阻丝加温实验结果与分析 |
| 4.7 富铜相成分分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 CuS_2高温高压结构和稳定性研究 |
| 5.1 黄铁矿结构CuS_2研究现状 |
| 5.2 实验方法和技术 |
| 5.3 黄铁矿结构CuS_2高温高压合成 |
| 5.4 黄铁矿结构CuS_2常温高压拉曼光谱 |
| 5.5 黄铁矿结构CuS_2高压X射线衍射 |
| 5.6 黄铁矿结构CuS_2与FeS_2拉曼光谱对比 |
| 5.7 CuS_2第一性原理理论计算结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 CuS高温高压结构和稳定性研究 |
| 6.1 铜蓝(CuS)研究现状 |
| 6.2 实验方法与技术 |
| 6.3 常温高压拉曼光谱实验结果与分析 |
| 6.4 常温高压X射线衍射实验结果与分析 |
| 6.5 高温高压拉曼光谱实验结果与分析 |
| 6.6 高温高压X射线衍射实验结果与分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）高温高压下MgO-Al2O3-SiO2-H2O体系内地幔矿物的热弹性力学性质及其地球物理学意义（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 地幔物质组成成分 |
| 1.2 地球内部的铝 |
| 1.2.1 正常地幔中的铝 |
| 1.2.2 俯冲板片中的铝 |
| 1.3 地球内部的水 |
| 1.3.1 正常地幔中的水 |
| 1.3.2 水向地球内部的输送机制 |
| 1.3.3 含水矿物的铝效应 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 高压科学实验技术与原理 |
| 2.1 金刚石对顶砧 |
| 2.1.1 对称型金刚石对顶砧 |
| 2.1.2 外加热型金刚石对顶砧 |
| 2.1.3 加热方式 |
| 2.1.4 金属垫片 |
| 2.1.5 传压介质 |
| 2.1.6 压标 |
| 2.2 晶体X射线衍射技术 |
| 2.2.1 布拉格(Bragg)定律 |
| 2.2.2 真实晶体的衍射 |
| 2.2.3 衍射光束的强度 |
| 2.3 非弹性散射光谱学 |
| 2.3.1 声子 |
| 2.3.2 拉曼散射 |
| 2.3.3 布里渊散射 |
| 2.4 弹性模量 |
| 2.4.1 胡克(Hooke)定律 |
| 2.4.2 克里斯托弗(Christoffel)方程 |
| 2.5 状态方程 |
| 2.5.1 Birch-Murnaghan状态方程 |
| 2.5.2 热力学状态方程 |
| 第三章 高温高压下镁铝尖晶石单晶的弹性性质及其地球物理学意义 |
| 3.1 序言 |
| 3.2 实验 |
| 3.3 结果 |
| 3.4 讨论和地球物理学意义 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 δ-AlOOH的相稳定性、热力学状态方程及地球物理学意义 |
| 4.1 序言 |
| 4.2 实验 |
| 4.3 结果 |
| 4.4 讨论与地球物理学意义 |
| 4.4.1 δ-AlOOH的状态方程 |
| 4.4.2 Egg相到δ-AlOOH+斯石英的相变 |
| 4.4.3 水向核幔边界的输送 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论 |
| 附录: δ-AlOOH的P-V-T参数 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间已发表论文 |
（8）基于秋本石和其他矿物的弹性数据对多个660不连续面的解释和下地幔温度成分的反演（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高温高压矿物物理学研究 |
| 1.2 矿物物理学与地震学的结合 |
| 1.2.1 地球内部波速模型与矿物成分模型 |
| 1.2.2 地震波不连续面 |
| 1.2.3 地震波各向异性 |
| 1.3 论文结构 |
| 第二章 计算方法简介 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 多粒子体系的薛定谔方程 |
| 2.1.2 玻恩-奥本海默近似 |
| 2.1.3 Hartree-Fock近似 |
| 2.1.4 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.5 Kohn-Sham定理 |
| 2.1.6 交换关联泛函、赝势 |
| 2.2 晶体热力学性质计算 |
| 2.2.1 准简谐近似 |
| 2.2.2 从自由能到晶体热力学性质 |
| 2.3 晶体高温弹性性质计算 |
| 2.3.1 晶体和聚合体的弹性 |
| 2.3.2 高温弹性计算常规方法 |
| 2.3.3 高温弹性计算新方法 |
| 第三章 高温高压下秋本石的热力学和弹性性质:对俯冲带600-750km深度多个不连续面和地震波各向异性的启示 |
| 3.1 研究背景及进展 |
| 3.1.1 秋本石(akimotoite) |
| 3.1.2 俯冲带“660”附近的多个不连续面及地震波各向异性 |
| 3.1.3 研究目标 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 秋本石的热力学性质 |
| 3.3.1 状态方程 |
| 3.3.2 振动频率和热力学性质 |
| 3.4 秋本石的热弹性性质 |
| 3.5 讨论 |
| 3.5.1 冷俯冲板块600-750 km深度多个不连续面的成因 |
| 3.5.2 俯冲板块过渡带底部上地幔顶部地震波各向异性的解释 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 结合矿物计算数据和全球层析成像模型的下地幔矿物成分和温度三维反演 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 反演方法与测试 |
| 4.2.1 马尔科夫链蒙特卡洛方法 |
| 4.2.2 参数设置和测试 |
| 4.3 反演结果和讨论 |
| 4.3.1 一维平均成分和温度结果 |
| 4.3.2 LLSVP成分和温度结果 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.1.1 光纤分布式传感器的研究意义 |
| 1.1.2 光纤流体静压强/盐度分布式测量技术的需求分析 |
| 1.1.3 课题研究目的简述 |
| 1.2 光纤布里渊动态光栅分布式测量技术研究现状 |
| 1.2.1 布里渊动态光栅研究历程 |
| 1.2.2 布里渊动态光栅分布式测量的研究现状 |
| 1.3 光纤流体静压强/盐度测量研究现状 |
| 1.3.1 光纤流体静压强测量技术研究现状 |
| 1.3.2 光纤溶液盐度测量技术研究现状 |
| 1.3.3 传统静压强/盐度测量技术研究现状总结 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光纤中布里渊动态光栅理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 受激布里渊散射与布里渊动态光栅产生机理 |
| 2.3 光纤布里渊动态光栅特性分析 |
| 2.3.1 相位匹配条件 |
| 2.3.2 布里渊增强四波混频模型 |
| 2.3.3 探测光对布里渊动态光栅反射谱的影响 |
| 2.3.4 泵浦抽空效应对测量距离的限制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光纤相双折射和群双折射差异研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 保偏光纤相双折射和群双折射的特性分析 |
| 3.2.1 相双折射和群双折射介绍 |
| 3.2.2 基于Sagnac干涉仪的光纤双折射测量技术 |
| 3.3 保偏光纤中相双折射和群双折射的理论分析 |
| 3.3.1 保偏光纤双折射的理论计算 |
| 3.3.2 布里渊动态光栅测量相双折射的理论依据 |
| 3.3.3 Sagnac干涉仪测量群双折射的理论依据 |
| 3.4 光纤相双折射和群双折射的实验测量 |
| 3.4.1 基于Sagnac干涉仪的光纤群双折射测量 |
| 3.4.2 基于布里渊动态光栅的光纤相双折射测量 |
| 3.4.3 实验结果的对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于布里渊动态光栅的流体静压强分布式测量技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 流体静压强分布式测量技术的理论分析 |
| 4.2.1 流体静压强对光纤布里渊频移的影响 |
| 4.2.2 流体静压强对光纤双折射频移的影响 |
| 4.3 基于布里渊动态光栅流体静压强分布式测量实验 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验结果及分析 |
| 4.4 静压强分布测量系统温度串扰补偿技术 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于布里渊动态光栅的盐度分布式测量技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于溶胀材料光纤盐度传感器的理论分析 |
| 5.2.1 大分子聚合材料吸湿溶胀原理 |
| 5.2.2 聚酰亚胺材料溶胀特性 |
| 5.2.3 理论分析涂覆层溶胀对传感光纤的影响 |
| 5.3 基于布里渊动态光栅的光纤盐度分布式传感器 |
| 5.3.1 聚酰亚胺涂覆层传感光纤的制备 |
| 5.3.2 传感光纤及盐度测量过程介绍 |
| 5.3.3 传感光纤布里渊频移的特性分析 |
| 5.3.4 基于布里渊动态光栅的盐度分布式测量实验 |
| 5.3.5 系统重复性的验证及温度自补偿特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）钽铌酸钾单晶生长与动态电光性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 电光效应与材料 |
| 1.3 钽铌酸钾晶体研究进展 |
| 1.3.1 钽铌酸钾晶体结构与生长研究 |
| 1.3.2 钽铌酸钾晶体电光性能与应用研究 |
| 1.4 极性纳米微区研究进展 |
| 1.4.1 极性纳米微区 |
| 1.4.2 钽铌酸钾晶体中极性纳米微区对电光效应的影响 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 钽铌酸钾单晶生长优化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 钽铌酸钾(KTN)单晶生长原理及方法 |
| 2.2.1 顶部籽晶助溶剂法生长原理 |
| 2.2.2 TSSG生长方法、生长系统和晶体生长结果 |
| 2.3 KTN单晶生长形貌研究 |
| 2.3.1 生长形貌模型 |
| 2.3.2 表面自由能研究 |
| 2.3.3 晶体生长形貌分析 |
| 2.4 KTN晶体等径生长优化研究 |
| 2.4.1 等径生长模型 |
| 2.4.2 晶体等径生长结果 |
| 2.4.3 晶体结构与性能及模型分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 可变梯度折射率工程——梯度电光系数钽铌酸钾晶体设计与应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可变梯度折射率KTN晶体的设计与生长 |
| 3.3 KTN晶体组分梯度研究 |
| 3.3.1 KTN晶体Ta/Nb分凝效应起源 |
| 3.3.2 KTN晶体组分表征 |
| 3.3.3 组分梯度KTN晶体的实现 |
| 3.4 KTN晶体电光系数分布研究 |
| 3.4.1 晶体电光效应 |
| 3.4.2 电光效应表征方法 |
| 3.4.3 折射率表征方法 |
| 3.4.4 KTN晶体电光系数分布与可变梯度折射率 |
| 3.5 基于GRIN KTN晶体的电光偏转应用研究 |
| 3.5.1 电光偏转器件设计理论 |
| 3.5.2 高速大角度KTN光束扫描器件 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钽铌酸钾晶体动态电光特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 极性纳米微区诱导的动态电光效应 |
| 4.2.1 相界处极性纳米微区有序/无序状态 |
| 4.2.2 极性纳米微区动态电光特性 |
| 4.3 极性纳米微区演化对动态电光效应的影响 |
| 4.3.1 电光效应频域分析 |
| 4.3.2 电场诱导的极性纳米微区演化及电光效应演变 |
| 4.3.3 温度诱导的极性纳米微区演化及电光效应演变 |
| 4.4 铁电畴对线性电光效应的作用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 临界动态电光性能介观起源研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 温场分布诱导的极性纳米微区动态行为 |
| 5.2.1 KTN晶体特征温度 |
| 5.2.2 第三类热释电效应 |
| 5.2.3 温度梯度对KTN晶体光学性能的影响 |
| 5.3 KTN晶体应变梯度对局域偶极状态的诱导 |
| 5.3.1 KTN晶体应变梯度设计 |
| 5.3.2 KTN晶体应变梯度的实现 |
| 5.3.3 应变梯度对局域偶极状态的诱导作用 |
| 5.4 局域应变梯度作用 |
| 5.4.1 Raman和吸收光谱 |
| 5.4.2 B位离子取代分布特性 |
| 5.4.3 局域应变梯度表征与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、用布里渊散射研究晶体相变（论文参考文献）
- [1]高压下含氢卤族化合物的理论与实验研究[D]. 鲁梦雅. 吉林大学, 2021(01)
- [2]氧化铝含量对硅酸镁玻璃在高压下声速和相变的影响[D]. 董玲玲. 吉林大学, 2021(01)
- [3]高温高压下含能材料RDX的拉曼光谱研究[D]. 王丽君. 吉林大学, 2021(01)
- [4]典型含能材料的高压光谱、力学与热学性质的理论研究[D]. 范俊宇. 大连理工大学, 2020(01)
- [5]高压下硅氢化物的结构与物性研究[D]. 王佳钰. 吉林大学, 2020(08)
- [6]含铜矿物（CuFeO2、CuFeS2、CuS2、CuS）高温高压结构和稳定性研究[D]. 姜峰. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2020(07)
- [7]高温高压下MgO-Al2O3-SiO2-H2O体系内地幔矿物的热弹性力学性质及其地球物理学意义[D]. 段云飞. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]基于秋本石和其他矿物的弹性数据对多个660不连续面的解释和下地幔温度成分的反演[D]. 郝尚钦. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]基于光纤布里渊动态光栅的流体静压强/盐度分布式测量技术研究[D]. 滕雷. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]钽铌酸钾单晶生长与动态电光性能研究[D]. 谭鹏. 哈尔滨工业大学, 2019(01)