《高壓極端條件下材料非平衡過程的原位研究》是依託哈爾濱工業大學，由劉浩哲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高壓極端條件下材料非平衡過程的原位研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉浩哲
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
發揮同步輻射X射線高壓下原位測量上的特長，對幾種體系的非平衡過程在高壓極端條件下開展深入研究。套用同步輻射X射線三維顯微成像技術，X射線衍射，高能X射線徑向分布函式PDF技術等高壓下原位和實時測量手段，對壓力下非晶Se的晶化過程，納米材料Se的高壓下異常相變過程，拓撲絕緣體材料Bi2Se3高壓相在降壓過程中非晶化轉變，以及逐漸晶化過程，鎵在高壓和高溫下的融化和凝固過程，二元和多元金屬玻璃體系開展進一步的系統性的高壓下結構研究，獲得其高壓下原子間徑向分布函式演化信息，得到高壓下相變在實際體系中的競爭關係。結合可控壓縮速率的高壓和高溫技術，定量地研究壓致晶化過程，再晶化過程，融化和凝固過程等典型體系在非平衡過程的三維密度漲落，和析出不同組分新相在材料中的三維分布信息等，以及時間演化的規律，為多類材料在實際的極端條件下的套用，提供全面的、重要的壓力- - 溫度- - 空間- - 時間的多維度的結構分析。
結題摘要
發揮同步輻射X射線高壓下原位測量上的特長，對幾種體系的非平衡過程在高壓極端條件下開展深入研究。套用同步輻射X射線三維顯微成像技術，X射線衍射，高能X射線徑向分布函式PDF技術等高壓下原位和實時測量手段，對鎵在高壓和高溫下的融化和凝固過程，二元和多元金屬玻璃體系開展進一步的系統性的高壓下結構研究，獲得其高壓下原子間徑向分布函式演化信息，定量地研究壓致融化和凝固過程等典型體系在非平衡過程的結構演化，為多類材料在實際的極端條件下的套用，提供全面的、重要的高壓下原位結構分析。在鎵的高壓下融體，以及幾種典型金屬玻璃非晶態之間的相變，結合計算模擬分析，發現非晶體類材料密度與分形維度的複雜依賴性。利用結構穩定的TiCu金屬玻璃體系，首次在超過30GPa壓力實驗上發現了在實空間非整數分形維數的穩定性，改變該熱點問題的理解。對單質鎵在高壓融化的行為研究發現，較軟液體在高壓下異常的特硬最緊鄰團簇現象，提出其高壓下熔化模型，澄清室溫高壓下鎵是否存在可以檢測到的液體到液體轉變的長期難題。在鎵的高壓熔體中，發現獨特多級分形行為，豐富了對非平衡體系高壓下分形表征的研究深度和廣度。首次發現溶質類稀土基金屬玻璃高壓導致的非晶到非晶轉變，首次在稀土基金屬玻璃中發現非4f電子導致的，由類5d電子局域化導致的非晶到非晶的轉變等。這些研究結果促進了對高壓下非平衡過程理解的深度。
