Высокое давление
В науке и технике изучение высокого давления изучает его влияние на материалы, а также проектирование и конструкцию устройств, таких как ячейка с алмазной наковальней , которая может создавать высокое давление . Высокое давление обычно означает давление, в тысячи (килобар ) или миллионы (мегабар) раз превышающее атмосферное давление (около 1 бар или 100 000 Па).
История и обзор [ править ]
Перси Уильямс Бриджмен получил Нобелевскую премию в 1946 году за развитие этой области физики на две величины давления (от 400 МПа до 40 ГПа). В список отцов-основателей этой области входят также имена Гарри Джорджа Дрикамера , Трейси Холла , Фрэнсиса П. Банди , Леонида Ф. Верещагина и Сергея М. Стишова .
высокого давления и высокой температуры Именно путем воздействия на углерод были впервые получены синтетические алмазы , наряду со многими другими интересными открытиями. Практически любой материал под воздействием высокого давления уплотняется в более плотную форму, например, кварц (также называемый диоксидом кремния или диоксидом кремния ) сначала принимает более плотную форму, известную как коэсит , а затем при приложении еще более высокого давления образует стишовит . Эти две формы кремнезема были впервые обнаружены экспериментаторами высокого давления, но затем обнаружены в природе на месте падения метеорита.
Химическая связь, вероятно, изменится под высоким давлением, когда член P*V в свободной энергии станет сравнимым с энергиями типичных химических связей – т.е. около 100 ГПа. Среди наиболее ярких изменений — металлизация кислорода при давлении 96 ГПа (превращение кислорода в сверхпроводник) и переход натрия из металла с почти свободными электронами в прозрачный изолятор при ~ 200 ГПа. Однако при максимально высоком сжатии все материалы металлизируются . [1]
Эксперименты под высоким давлением привели к открытию типов минералов, которые, как полагают, существуют в глубокой мантии Земли, таких как силикатный перовскит , который, как полагают, составляет половину массы Земли, и постперовскит , который происходит на границе ядра и мантии и объясняет многие аномалии, выявленные для этого региона. [ нужна ссылка ]
«Ориентиры» давления: типичные давления, достигаемые прессами большого объема, составляют до 30–40 ГПа, давления, которые могут быть созданы внутри ячеек с алмазными наковальнями , ~1000 ГПа, [2] давление в центре Земли составляет 364 ГПа, а самые высокие давления, когда-либо достигнутые при ударных волнах, превышают 100 000 ГПа. [3]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Грочала, Войцех; Хоффманн, Роальд; Фэн, Цзи; Эшкрофт, Нил В. (2007). «Химическое воображение в действии в очень узких местах». Angewandte Chemie, международное издание . 46 (20): 3620–3642. дои : 10.1002/anie.200602485 . ПМИД 17477335 .
- ^ Дубровинская, Наталья; Дубровинский, Леонид; Солопова Наталья Александровна; Абакумов Артем; Тернер, Стюарт; Ханфланд, Майкл; Быкова, Елена; Быков, Максим; Прешер, Клеменс; Прокопенко Виталий Борисович; Петижирар, Сильвен; Чувашова Ирина; Гашарова, Билиана; Матис, Ив-Лоран; Ершов, Петр; Снигирева Ирина; Снигирев, Анатолий (2016). «Генерация статического давления терапаскаля с помощью наноалмазов со сверхвысоким пределом текучести» . Достижения науки . 2 (7): e1600341. Бибкод : 2016SciA....2E0341D . дои : 10.1126/sciadv.1600341 . ПМЦ 4956398 . ПМИД 27453944 .
- ^ Жанло, Раймонд; Селльерс, Питер М.; Коллинз, Гилберт В.; Эггерт, Джон Х.; Ли, Канани К.М.; Маквильямс, Р. Стюарт; Бригу, Стефани; Лубейр, Поль (2007). «Достижение состояний высокой плотности за счет ударно-волнового нагружения предварительно сжатых образцов» . Труды Национальной академии наук . 104 (22): 9172–9177. Бибкод : 2007PNAS..104.9172J . дои : 10.1073/pnas.0608170104 . ПМК 1890466 . ПМИД 17494771 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Хейзен, Роберт М. (1993). Новые алхимики: преодолевая барьеры высокого давления . Нью-Йорк: Книги Таймс. ISBN 978-0-8129-2275-2 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
