В науке и технике при изучении высокого давления исследуется его влияние на материалы, а также на конструкцию и конструкцию устройств, таких как ячейка с алмазной наковальней , которая может создавать высокое давление . Под высоким давлением , как правило , означает давление тысяч (кило барах ) или миллионы (мегабар) времен атмосферного давления (около 1 бар или 100000 Па).
История и обзор [ править ]
Перси Уильямс Бриджмен получил Нобелевскую премию в 1946 году за продвижение в этой области физики с помощью нескольких величин давления (от 400 МПа до 40 000 МПа). В список отцов-основателей этого направления входят также имена Гарри Джорджа Дрикамера , Трейси Холл , Фрэнсиса П. Банди, Леонида Ф. Верещагина и Сергея М. Стишова .
Это было путем применения высокого давления, а также высокой температуры к углероду , что искусственные алмазы были впервые полученными в качестве а также множество других интересных открытий. Практически любой материал при воздействии высокого давления уплотняется в более плотную форму, например, кварц , также называемый диоксидом кремния или диоксид кремния , сначала принимает более плотную форму, известную как коэсит , а затем при приложении еще более высокого давления образует стишовит . Эти две формы кремнезема были сначала открыты экспериментаторами высокого давления, но затем были обнаружены в природе в месте падения метеора.
Химическая связь, вероятно, изменится под высоким давлением, когда член P * V в свободной энергии станет сравнимым с энергиями типичных химических связей, то есть около 100 ГПа. Среди наиболее ярких изменений - металлизация кислорода при 96 ГПа (превращение кислорода в сверхпроводник) и переход натрия из металла с почти свободными электронами в прозрачный изолятор при ~ 200 ГПа. Однако при максимально высоком сжатии все материалы будут металлизироваться . [1]
Эксперименты под высоким давлением привели к открытию типов минералов, которые, как считается, существуют в глубокой мантии Земли, таких как силикатный перовскит , который, как считается, составляет половину основной массы Земли, и постперовскит , который происходит на границе ядро-мантия и объясняет многие аномалии, предполагаемые для этого региона. [ необходима цитата ]
«Ориентиры» давления: типичные давления, достигаемые прессами большого объема, составляют до 30–40 ГПа, давления, которые могут создаваться внутри ячеек с алмазными наковальнями, составляют ~ 1000 ГПа, [2] давление в центре Земли составляет 364 ГПа, и самые высокие давления, когда-либо достигнутые в ударных волнах, превышают 100 000 ГПа. [3]
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Грохала, Войцех; Хоффманн, Роальд; Фэн, Цзи; Эшкрофт, Нил В. (2007). «Химическое воображение в действии в очень труднодоступных местах». Angewandte Chemie International Edition . 46 (20): 3620–3642. DOI : 10.1002 / anie.200602485 . PMID 17477335 .
- ^ Дубровинская, Наталья; Дубровинский, Леонид; Солопова Наталья А .; Абакумов, Артем; Тернер, Стюарт; Ханфланд, Майкл; Быкова, Елена; Быков, Максим; Прешер, Клеменс; Пракапенко, Виталий Б .; Петитжирар, Сильвен; Чувашова Ирина; Гашарова, Билиана; Матис, Ив-Лоран; Ершов, Петр; Снигирева Ирина; Снигирев, Анатолий (2016). «Создание статического давления в терпаскале с помощью наноалмаза со сверхвысоким пределом текучести» . Наука продвигается . 2 (7): e1600341. DOI : 10.1126 / sciadv.1600341 . PMC 4956398 . PMID 27453944 .
- ^ Jeanloz, R .; Селльерс, ПМ; Коллинз, GW; Eggert, JH; Ли, KK; McWilliams, RS; Brygoo, S .; Лубейр, П. (2007). «Достижение состояний высокой плотности за счет ударно-волнового нагружения предварительно сжатых образцов» . Труды Национальной академии наук . 104 (22): 9172–9177. Bibcode : 2007PNAS..104.9172J . DOI : 10.1073 / pnas.0608170104 . PMC 1890466 . PMID 17494771 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Хейзен, Роберт М. (1993). Новые алхимики: преодолевая преграды высокого давления . Нью-Йорк: Times Books. ISBN 978-0-8129-2275-2.
