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硅酸盐钙钛矿是下地幔最主要的矿物相，钙铁石是氧缺位钙钛矿的一种，属于阴离子缺陷钙钛矿亚群。因此研究钙铁石在高温高压条件下的结构稳定性、体弹模量和密度等物理性质对于理解地幔矿物组成和动力学演化过程具有极其重要的意义。本论文的主要研究内容如下: (1)钙铁石的高温高压合成及表征。通过高温固相反应法合成钙铁石样品。使用X射线衍射、拉曼光谱、电子探针及穆斯堡尔谱表征样品。 (2)钙铁石的常温高压同步辐射X射线衍射实验。在高压原位X射线衍射实验中，观测到钙铁石在高压条件下发生了结构相变。通过拟合三阶Birch-Murnaghan状态方程，获得了钙铁石的体弹模量K0=181.9(76) GPa和体弹模量对压力的一阶导数K0=4.4(17)。当轴向压缩模量对压力的导数K0固定为4时，轴向压缩模量Ka=217.4(67) GPa，Kb=154.4(21) GPa和Kc=171.0(59) GPa。体弹模量和晶轴各向异性随着Al含量的增加呈现非线性增加的趋势。 (3)钙铁石的常温高压拉曼实验。随着压力的升高，钙铁石的拉曼位移向高频移动，拉曼特征峰变宽并且相对强度变弱。简单计算得到钙铁石的模格里乃森参数(γi)在0.83到1.69之间，热格里乃森参数(γth)为1.32(12)。由于拉曼特征峰的宽化和强度变低，直到拉曼特征峰完全消失，在实验压力范围内未观测到相变导致的拉曼振动模的变化。 (4)测量了钙铁石的常压高温和常压低温拉曼光谱。分析了钙铁石的振动模式随温度的变化。在温度升高的过程中，部分钙铁石的拉曼位移向低频移动，拉曼特征峰变宽并且相对强度变弱，但四面体AlO4和FeO4的拉伸振动模Vs(AlO4)和Vs(FeO4)向高频移动;在相变温度范围内，观测到了拉曼特征峰的消失和出现;钙铁石的拉曼振动模的温度系数在-0.030 ～ 0.026 cm-1/K之间。