静高压加载下几种面心立方金属的超声测量与等温物态方程研究

摘要

该论文主要进行了以下四个方面的研究工作:1、通过对各种解析物态方程的对比研究,试图寻找一种可以利用较低压力下的超声测量数据建立在较宽广的压力范围内适用于简单面心立方金属的等温物态方程模型.利用较低压力下的超声测量数据可以得到零压体积模量及其对压力的一阶偏导数,结合一定的解析物态方程模型即可建立相应的等温物态方程.2、探索了一种基于较低压力下的超声测量数据求解材料冷压线的解析方法.3、为了检验所选择的超声物态方程的物理模型的合理性,并作为实验研究方法的练习,我们实验测量了LY12 Al在常温、静水压条件下的弹性纵波与横波波速随压力的变化,据此建立了LY12 Al的等温物态方程,并将它外推到更高的压力范围.同时还获得了LY12 Al的零压弹性模量与热力学Grüneisen系数等.另外,还对六面顶压机高压腔中的静水压条件做了初步探索.4、针对晶格热贡献的Grüneisen物态方程讨论了计算Grüneisen系数γ的几种物理方法.通过对比研究发现,低压下由Vinet等温物态方程与相应的冷压线所计算的Grüneisen系数γ与实验数据符合得更好,而高压下由于缺乏有效的直接实验测量数据,我们只能对各种计算方法所得的结果做一定性的判断,而无法判断上述的哪一种方法可以更好地描述γ在高压下的行为.因此需要发展高压下直接测量γ的实验方法,才能为该问题的澄清提供实验支持.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1引言

§1.2物态方程研究概况

§1.2.1历史回顾及研究现状

§1.2.2物态方程研究的超声实验技术

§1.3金属超声物态方程研究概况

§1.4本文的主要结论和创新之处

第二章超声物态方程的测量原理与实验技术

§2.1超声物态方程的测量原理

§2.1.1超声物态方程的物理基础

§2.1.2超声测量的基本原理

§2.2静高压大腔体实验装置与实验技术

§2.2.1活塞-圆筒高压装置

§2.2.2六面顶压机系统

§2.3超声测量系统

§2.3.1实验装置

§2.3.2样品组装设计

§2.4确定超声波走时的实验方法

§2.4.1脉冲回波重合法

§2.4.2脉冲反射法

第三章静高压加载下三种面心立方金属的超声测量与等温物态方程

§3.1静高压加载下铝、铜、银的超声测量与等温物态方程

§3.1.1研究方法及主要研究内容

§3.1.2结果及分析

§3.1.3高阶等温状态方程的讨论

§3.1.4结论

§3.2静高压加载下LY12铝的超声测量与等温物态方程

§3.2.1研究方法及主要研究内容

§3.2.2活塞圆压机准静水压条件下的超声测量实验

§3.2.3六面顶压机准静水压条件下的超声测量实验

§3.2.4关于实现静水压条件的初步探索

§3.2.5静高压加载下LY12铝的超声测量与等温物态方程

§3.2.6结论

第四章利用超声测量数据计算物质冷压线的一种解析方法

§4.1研究历史回顾

§4.1.1以往文献方法的简介及其分析

§4.2利用超声测量数据计算物质冷压线的一种解析方法

§4.2.1方法的简介

§4.2.2本文方法与前人方法和实验数据的比较结果及分析

第五章GRUNEISEN物态方程

§5.1主要研究内容及历史回顾

§5.2利用等温压缩线或冲击压缩线计算Gruneisen系数

§5.2.1利用冲击压缩数据计算材料的Gruneisen系数

§5.2.2利用冲击压缩下的体声速限定Gruneisen系数

§5.2.3利用超声测量数据计算Gruneisen系数

§5.3几种计算Gruneisen系数方法的比较及分析

§5.3.1低压下各种计算方法与实验数据的比较

§5.3.2高压下它们与经验关系式的比较

第六章结语

参考文献

附录(硕士期间公开发表的研究论文)：

致谢