1tom - 0494.htm
543
устройствах значит, часть
его чувствительностью к негидростатич. компонентам Д- в. в сжимаемой среде.
В тв╦рдой среде в аппаратах типа цилиндр ≈ поршень (рис, 1, а) величина Д- в. может быть определена по действующей на поршни (пуансоны) нагрузке (с уч╦том трения и градиента Д. в. по оси камеры). В др.
нагрузки расходуется на поддержку пуансонов и (или) уплотнение разъ╦мов между ними, и поэтому величина квазигид-ростатич. Д, в. определяется только косвенными методами непосродственно в проводимом эксперименте или по предварит, градуировке камеры по нагрузке. Для этого используют скачки электрич. сопротивления (рис.2), сопровождающие
Q
13 16
р.ГПз
Рис- 2. Зависимость изменения алсктрического сопротииления с ростом давления некоторых
давления
металлов.
3≈5 ГПа исследуются вещества в газообразном л кон-денсиров, состояниях, при больших Д, в.≈ в осн. тв╦рдые тела. Часто помимо изучения веществ непосредственно под Д. в. исследуют необратимые эффекты воздействия Д, в, после снижения его до атмосферного.
Область физ. исследований воздействия Д. в. па разнообразные об-ьекты и процессы (гл. обр. в связи с проблемами физики конденсированного состояния) наз. физикой вы сок их давлений. Термин «физика В. д.» виец╦н П. У. Бриджменом (P. W Bridg-man) н назв. его монографии «The Physics of High Pressure» (1931). Техника и методы физики Д. в. применяются в химии, геофизике, технологии и т. д.
Физические эффекты Д. в. В результате действия Д. в. происходит сжатие (уменьшение объ╦ма) вещества. Уменьшение межатомных и ме/кмолскуляр-ных расстояний при сжатии приводит к изменению энергии межатомных и межмолекулярных взаимодействий, деформации молекул и электронных оболочек атомов, что неизбежно сказывается на всех физ. и хим. свойствах вещества. Термодинамически более выгодными становятся состояния и процессы, к-рые ведут к уменьшению объ╦ма всей системы взаимодействующих веществ, находящихся под Д. в. (см. Ле Шателъе ≈ Ирауна принцип). Напр., при статич. сжатии в пределах песк. ГПа значительно изменяются условия взаимной растворимости газов и жидкостей, плотность газов достигает плотности жидкостей при нормальных условиях, газы и жидкости при комнатной темя-ре затвердевают; мн. тв╦рдые тела образуют более плотные кри-сталлич. модификации.
РНОМбар
тв╦рдофазные превращения в т, н. реперных веществах: Bi, Tl, Ba, Hn (в диапазоне 2,5≈10 ГПа);
Ba, Sn, Pb, ZnS, GaAs (10≈20 ГПа}; ZnS, GaP, сплавы Fe≈Co, Fe≈V (20≈50 ГПа); акустич. эмиссию при мартенситных полиморфных переходах (напр., в RbCl, КС1 и их сплавах в диапазоне 0,6≈2 ГПа), а также остаточные эффекты сжатия. При рентгеноструктурном анализе под Д. в. величину последнего определяют по изменению параметра крчстал-лич. решетки известного вещества [напр.. NaCL (до 30 ГПа} н CsOl (до 40 ГПа) в интервале тсмп-р от -100 до +800 вС]. В аппаратах с алмазными пуансонами Д. в, оценивают по увеличению длины волны Я-линии люминесценции рубина (~ 3,6 мкм/ГПа), прокалиброванному до 30 ГПа по ур-нию состояния для NaCl.
При значит, отличии упругих модулей тв╦рдого сжимаемого вещества и материала чувствит, элемента показания последнего могут быть завышенными, если его сжимаемость меньше сжимаемости среды, и заниженными, если сжимаемость среды моныие. Под воздействием темп-ры величина Д. в. в камере часто значительно отклоняется (из-за изменения объ╦ма сжимаемой среды и изменения объ╦ма камеры) от величины, установленной при комнатной тсмп-ре. Поправку на теьщ-ру получают фиксацией фаз Д- в., параметры образования к-рых известны. Применяемые методы измерения Д- в. являются, как правило, эмпирическими, основанными на экстраполяции ∙опытных данных.
Для исследования веществ, находящихся под Д. в.т применяются резистометрия, пьезометрия, дифференц. термич. При давлениях ~103 ГПа ожидаются резкое умвиьше-энализ, рснтгеноструктурный анализ, УЗ-измерения ние различий атомных объ╦мов хим. элементов (см.
Рис. 3. Зависимость атомных объ╦мов V (в сма/г-ат) от атомного номера Z при нормальных условиях и высоком давлении в 1 Мбар и 10 МСар {100 и 1000 ГПа соответственно).
упругих свойств, магнитометрия. Используются также ЯМР и др. резонансные методы, методы, основанные на эффекте М╦ссбауэра, эффекте Холла, термоэдс, оптич. исследования (особенно в алмазных камерах типа привед╦нных на рис, 1, г) и др. При статич. Д. в. до
рис. о), перестройка электронной структуры элементов с недостроенными электронными оболочками (ланта-иоидов, актиноидов), переход диэлектриков и полупроводников в металлич. состояние.
При давлениях св. 1010≈ 10пГПа, когда плотность
Ш
549
")
}
