LiF單晶沖擊高壓熱導率研究.pdf

1、高溫高壓條件下絕緣介電晶體熱導率測量是高壓物理、地球物理和材料物理研究領域的一個重要課題。根據(jù)Debye理論，絕緣介電晶體通過聲子擴散導熱，導熱過程受聲子非諧作用影響，因此，研究物質在高溫高壓條件下的熱導率，可以加深對絕緣介電晶體高壓導熱現(xiàn)象及聲子非諧作用的理解與認識。對高壓物理研究而言，目前沖擊壓縮極端高溫高壓條件下樣品材料的熱導率測量技術仍然非常不成熟，高壓熱導率數(shù)據(jù)十分缺乏，已成為制約和限制發(fā)展金屬等非透明材料沖擊波溫度測量技術以

2、及完全物態(tài)方程研究的一個關鍵因素。對地球科學而言，地球及行星內部的物質組成及其狀態(tài)深受熱流影響，應用和發(fā)展與熱量傳輸有關的地球動力學模型，理解和認識地核溫度的熱力學演化與地球內部的溫度分布都需要相應條件下的熱導率知識。因此，發(fā)展和完善一種高壓熱導率測量技術對材料熱輸運性質研究、非透明材料沖擊溫度測量和地球動力學模型發(fā)展均有著重要的物理意義和應用價值。
　　本文在Ahrens研究小組工作的基礎上改進并完善了夾心法熱導率測量技術。通過

3、采用CHBr3液體作為夾心層，LiF單晶作為窗口材料，提高了央心法熱導率測量技術的成熟度，如:利用液體的流動性實現(xiàn)了樣品/窗口界面的理想接觸，消除了原夾心法熱導率測量實驗中間隙發(fā)光對界面熱輻射信號的干擾;利用沖擊波作用下CHBr3高溫熱輻射近乎黑體的特性，在現(xiàn)有可見光高溫計測溫范圍內，有效拓寬了夾心法熱導率測量技術的壓力下限;利用沖擊發(fā)光和消光相對較弱，其透明性得以公認的LiF單晶作為窗口材料，簡化了樣品/窗口界面熱輻射信號波形的解讀與

4、分析。
　　實驗利用DPS測試技術，發(fā)展了一套微米級厚度的原位、實時測量方法，結合多通道光纖瞬態(tài)高溫計，實測了CHBr3/LiF界面熱弛豫衰減過程，對液體夾心法下LiF單晶沖擊高壓熱導率測量進行了理論分析，建立了一套通過界面溫度歷史曲線獲得絕對高壓熱導率系數(shù)的有效數(shù)據(jù)分析方法，并通過數(shù)值擬合，分別獲得了～39 GPa、～70 GPa和～100 GPa三個壓力點下的LiF單晶沖擊高壓熱導率數(shù)據(jù)。
　　在實測LiF單晶沖擊高壓熱