铁的高压物态方程与熔化线研究具有重要的科学意义和广泛的应用背景,近20多年来一直是高压科学研究领域中的重要热点课题之一。国内外学者对此进行了大量的实验和理论研究,取得了一系列进展,但还存在诸多值得进一步研究的问题,主要有：(1)通过静高压实验技术取得的熔化温度数据(在压力<105 GPa区)与动高压实验技术(在压力>200 GPa区)取得的熔化数据分布在不同的压力区,两者无法进行直接比较,若用外推法比较,发现两者存在约1000 K的系统偏差；(2)即使采用相同的实验技术或理论计算模型,不同研究者所得铁的高压物态方程与熔化线的结果差异较大,外推到地球内外核边界(p=330GPa)处的熔化温度值的差别亦相当大。为了澄清和解决上述问题,设法构建一条能在动、静高压测量的熔化数据共同约束和得到某些理论计算结果支持下的铁的高压熔化线是十分必要的。这就是本文试图解决的的主要问题。为此目的,本文精心选定了两组不同孔隙度的多孔铁作实验样品(平均初始密度分别为6.275g／cm3和6.903g／cm3)采用冲击压缩技术,测量了它们的Hugoniont物态方程和高压声速曲线；直接测量另两种孔隙度铁样品(初始密度分别为6.175g／cm3和6.745g／cm3)的卸载熔化温度；并结合前人发表的密实铁的有关冲击压缩实验测量结果及Grover液态金属物态方程模型得到有创新意义的结果如下：1.为解决前人从密实铁Hugoniont高压声速测量结果计算260GPa处铁的熔化温度数据时存在的问题,如没有考虑过热熔化效应的影响,或过热熔化修正系数选择的合理性等问题,本文借助Grover液态金属物态方程模型,推导了一个新的计算方法,具体的计算结果是铁在260GPa的熔化温度为5362K。2.为突破过去采用密实铁样品,在动高压下声速测量技术只能取得一个压力点的铁的熔化温度数据的局限性,本文采用两种孔隙度铁样品(平均初始密度分别为6.275g／cm3和6.903g／cm3)进行声速测量,确定出另两个压力点处的熔化温度数据,它们分别是(135.7GPa,4062K)和(87.1GPa,3421K)。在声速测量的同一实验中,亦获得这两种孔隙度铁样品的的Hugoniont物态方程参数。这是熔化线测量技术的一大进步。3.为了在动高压测量中取得更多压力点处的熔化温度数据,我们借助谭华等人发展的卸载熔化温度测量技术,采用另两种孔隙度铁样品(初始密度分别为6.175g／cm3和6.745g／cm3)补充测得了两个压力点处的铁的熔化温度数据,它们是(72.8 GPa,3448K)和(127GPa,3918K)。4.由于用密实铁样品求得的熔化温度数据(260GPa,5362K)存在比较高的置信度,本文以此为参考点,借助Lindemann熔化定律,得到铁的高压熔化线,发现该熔化线能在实验误差范围内与2,3中给出的用多孔铁样品获得的四个熔化数据点、谭华测量的卸载熔化温度这些动高压熔化数据相符,亦能与Sheng和Ma的最新两个静压熔化数据相符,以及多位作者给出的理论计算结果相符。以上情况可参见图4-13和图4-14。总之,本文给出的铁的高压熔化线是一条首次得到的,可以与多个动、静高压测量数据,以及理论计算结果相互支持的铁的高压熔化线,从而完成了本学位论文既定目标,基本上解决了一个长期未能解决的基础物理问题。5.由此熔化线外推,得到地球内外核边界(ICB)压力处(330 GPa)的熔化温度为5885±500 K。这个数据可以做为分析地核中温度剖面时的一个重要参考,对深部地球物理研究有重要的科学意义。