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理论研究预测,第五副族金属(元素周期表第五列元素)因在高压下电子能带结构的特殊效应引发其弹性常数C44压力软化(Pressure Softening),但现有声速测量等实验技术尚不能提供直接的实验证据。基于位错理论和本构模型描述的屈服强度和剪切模量的本质联系,通过静高压屈服强度实验研究检验理论预测有效性是一条可靠途径。然而,目前除了金属V的屈服强度实验结果与理论预测基本一致外,Ta和Nb静高压屈服强度的不同实验研究结果之间以及实验研究结果与理论模型之间均存在不同程度的差异。分析发现,产生这种分歧的原因是多方面的,既有实验研究方法上的不足,也有其他可能的物理原因如织构、结构相变以及样品材料高压损伤等的影响。针对这一现状,本文从两方面同步开展了研究：一方面,对前人测量Ta和V屈服强度的实验方法——压力梯度法进行了系统研究,对Ta和V的实验结果进行了重新分析,通过提出合理的实验物理设计原则等,对方法做了进一步发展和完善；另一方面,采用X射线衍射线宽分析法(线宽法)对Ta和Nb的高压屈服强度进行了研究,揭示了Ta和Nb屈服强度随压力的变化规律,为检验理论模型提供直接实验判据。本文取得的具有创新性研究结果归纳如下：1、针对压力梯度法实验测量技术的不足,采用有限元(Finite Element Modeling,FEM)分析和高压实验相结合的方法,对压力梯度法进行了系统研究,取得的重要结论包括：1)发现前人报导的Ta的高压屈服强度反常下降行为与不合理的实验物理设计有关,包括封垫的干扰和金刚石变形的影响,而非纯粹压力软化行为的体现,而V的高压实验物理设计相对更为合理,其屈服强度结果中相关因素的影响则被排除或减缓；2)从提出实验物理设计指导原则、优化数据处理方法以及揭示样品弹塑性变形物理规律等方面对压力梯度法做了系统改进,进一步发展和完善了该实验测量技术；3)针对压力梯度法中红宝石压标的不足,研制了SrB4O7:Sm2+荧光压标,在静水压和非静水压环境中对其进行了系统标定,将其非静水压标定关系的有效压力范围拓展至127GPa,在综合考虑温度和压力对荧光峰频移的耦合效应后建立了SrB4O7:Sm2+高温压力标定技术,将压力梯度法的有效范围拓展至更宽广的压力和温度区间。总之,经发展完善的压力梯度法为静高压屈服强度特性研究提供了可靠实验技术,对高压本构模型的精确构建具有重要科学意义。2、系统考察了线宽法实验测量技术,提出了线宽法实验物理设计的指导原则,采用线宽分析法研究了Ta和Nb的高压屈服强度,主要结论有：1)对Ta和Nb最高实验压力分别达到了101GPa和61GPa,发现了Ta在52～84GPa之间、Nb在30～42GPa和42～50GPa之间屈服强度存在反常下降行为,通过对衍射德拜环相对强度变化、衍射峰峰形变化以及等温压缩特性等的分析,排除了织构、结构相变以及压致损伤等方面的原因对Ta和Nb高压屈服强度软化的影响,确认了实验观测的屈服强度反常软化系压力软化行为；2)Ta和Nb屈服强度实验结果与理论模型预测的C44压力软化范围(Ta和Nb分别50～80GPa和20～50GPa)和压力软化规律吻合较好,实验结果和理论研究良好的一致性对Landa等人关于第五副族金属理论模型提供了有力支持,深化了对屈服强度压力软化物理机理的认识,促进了对第五副族金属高压物理性质的认识。