多次冲击加载条件下液态硅烷的实验技术及其电阻率研究

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富氢流体在高压下的导电特性测量是研究高压下富氢流体金属化相变的重要组成部分。但是,在以往的电阻测量实验中,人们没有获得多次冲击压缩过程的持续时间数据,因此只能得到最大平衡压力下样品的电阻率数据,实验信号中的多次加载信息和电阻率随压力的变化快慢等信息被忽视。特别是在分析电阻率随压力变化关系时,由于压力的范围跨度大,而实验信号取自不同的实验,所以不同次实验的温度的变化很大,以至于温度的变化可能导致电阻率的变化而使得实验数据的说服力不强,也对我们分析电阻率变化机理增加了难度。针对多次冲击加载技术的特点和以往电测实验的局限性,并利用多次冲击加载过程中的冲击发光信号和电信号之间的时间同步性,我们发展了光电同步测量技术,目的是获得多次冲击压缩过程中各个压力阶段对应的样品的电阻率,以便给出富氢流体在准等熵压缩过程中其电阻率随压力的变化规律。  本文利用改进型的液化循环系统、光电同步测量系统,结合气炮加载加载技术对富氢化合物进行了多次冲击压力加载下的电阻率的测量,得到了以下结论:  1.通过重复的实验,我们发现我们的实验技术及开发的相关系统工作稳定、可靠性和重复性较好,达到了预期目标。  2.利用光电同步测量系统,在0-140GPa压缩条件下,获得多发液态硅烷在多次冲击压缩过程中电导率变化数据。蓝宝石既作为冲击加载的基板和窗口,同时充当冲击高压下测量电极之间的绝缘介质。采用一种恒流源技术测量介质的冲击导电性,并采用宽带示波器差分记录方式,获得多次冲击过程中液态硅烷电阻数据。电阻“阶跃”式变化特征与多次冲击加载过程相对应,获得信号的信澡比较高,优于Nellis等人测量液氢时给出的结果。分析表明,在65-120GPa条件下硅烷呈现良好的导电性,在120-140GPa条件下,其导电能力直逼金属导电能力。
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