【摘要】：Ce是一種典型的f電子過渡金屬元素。在f電子的影響下，，Ce與錒系元素的相結構有許多相似之處。因為Ce自身不具有放射性與毒性,所以被研究人員看作是一種研究錒系元素性質(zhì)的理想模擬材料。因此,對鈰的相變進行研究能幫助人們建立起模型,進而對錒系元素進行模擬。目前,盡管已經(jīng)經(jīng)過了多年的研究,鈰的壓力-溫度相圖上的相邊界還存在很多爭議。本文利用中子衍射技術研究鈰在低溫下的相變特點,同時使用30噸兩面頂壓機進行室溫高壓下Ce的相變研究。由于30噸壓機無法達到較高的壓力,為了后續(xù)更高壓力的研究,使用巴黎-愛丁堡壓機進行標壓實驗并對不同組裝的壓力效率差異進行分析,同時對加熱組裝進行設計與測試。主要結論如下:(1)對Ce樣品進行升降溫中子衍射實驗,發(fā)現(xiàn)整個升降溫過程中沒有出現(xiàn)β相。γ-Ce→α-Ce相變發(fā)生在100 K和150 K之間,同時伴隨體積塌陷16.8%。當溫度回升時,發(fā)現(xiàn)α-Ce-y-Ce相變的溫度點在180K和250K之間。該相變存在很大的相變滯后效應,具有較大的相變潛熱。由謝樂公式可知,降溫過程中出現(xiàn)的γ-Ce衍射峰半高寬增加現(xiàn)象,是α相生成使γ相晶粒尺寸減小引起的。根據(jù)γ-Ce衍射峰的半高寬以及兩相錯配度的變化,推測兩相界面為半共格界面并且存在位錯。由以上特點推測γ-Ce-α-Ce相變屬于位移型相變,不是馬氏體相變。(2)使用30噸壓機進行室溫金屬Ce的高壓中子衍射實驗。利用鐵為標壓物質(zhì),成功獲得常壓、0.7GPa、1.3GPa和2.2GPa下的中子衍射譜。結果發(fā)現(xiàn),0.7GPa的時候α相仍然沒有出現(xiàn)。而1.3 GPa的時候γ相消失,出現(xiàn)明顯的α相峰,沒有發(fā)現(xiàn)兩相共存,說明1.3 GPa的時候γ相與α相之間的相變己經(jīng)結束。(3)使用巴黎-愛丁堡壓機開展高壓中子衍射實驗。利用鐵為樣品,成功獲得不同壓力下樣品的中子衍射譜,并對單凹曲面封墊和雙凹曲面封墊的穩(wěn)定性進行了分析。結果顯示,雙凹曲面WC壓砧獲得更高的壓力效率和更好的穩(wěn)定性。同時,雙凹曲面封墊可以穩(wěn)定的承受100 MPa的負載壓力,而單凹曲面封墊在80 MPa左右的負載壓力下就開始不穩(wěn)定而發(fā)生放炮。通過對加壓前后封墊厚度的對比,發(fā)現(xiàn)加壓過程中封墊邊緣處的厚度對組裝的穩(wěn)定性非常重要。凹槽增強了封墊的側向支撐能力而保持了封墊邊緣處的厚度,是保證雙凹曲面封墊具有更好穩(wěn)定性的主要原因。
【圖文】：

自身無毒無放射性，所以鈰也被看作研究錒系元素性質(zhì)的理想模型。逡逑Ｋｏｓｋｅｎｍａｋｉ與Ｇｓｃｈｎｅｉｄｎｅｒ綜合了上世紀六、七十年代的實驗結果，給出了鋪的壓逡逑力－溫度相圖，如圖１．１［９］，受到當時高壓實驗技術的限制，壓力范圍較小，低溫實驗較逡逑多。后來Ｓｃｈｉｗｅｋ等人利用大腔體壓機研[偭爍呶孿攏嵯嘧湮畔嗟墓�，并结合前辶x先搜芯扛雋祟嫻難沽Γ露認嗤跡繽跡保菜盡８菀鄖暗難繡�，ＮｉｋｅP歟幔澹鲆哺鰣義狹祟嫻難沽Γ露認嗤跡繽跡保乘勁牛�。常压蠑n孀盼露冉檔�，Ｙ－Ｃｅ大郧v冢玻叮沖澹嘶徨義戲⑸啾�，而生成Ｐ－Ｃｅ｀P保玻保矗蕁５蔽露卻锏劍保埃埃爍澆�，亚G茫憧甲湮幔茫澹郟保玻保矗蕁ｅ義希卞義

本文編號：2696905