一、宇宙中可能含有金刚石（论文文献综述）
郭茂森[1]（2021）在《扫描金刚石氮-空位色心显微镜的研制及其应用》文中进行了进一步梳理发展高灵敏度与高分辨率的磁成像技术对于凝聚态物理、生命科学等领域有着极为重要的作用。金刚石中的氮-空位（Nitrogen-Vacancy,NV）色心是一种重要的测磁传感器,其在室温下显示出优异的光学性质与量子相干性质。基于NV色心的磁成像技术具有高空间分辨率和高灵敏度的综合优势,近年来被广泛研究与应用。NV色心作为量子磁传感器,测量静磁场时灵敏度一般为～μTHz-1/2,测量交变磁场时灵敏度一般为～10nTHz-1/2。由于NV色心电子自旋局域在原子尺度内,结合原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）搭建的扫描NV探针显微镜（scanning probe microscopy using NV center,NV-SPM）可以实现纳米级的空间分辨率。通过NV色心的塞曼效应可以定量得知磁性样品表面杂散磁场矢量信息;NV色心可稳定工作在低温4K到高温1000 K的环境中,并且其自身产生的磁场在距离10 nm处时仅为1 μT,因此对样品的磁性特征几乎无干扰。正因如此,近年来NV-SPM技术在多个领域都取得了丰硕的成果并展现巨大的应用潜力。本人博士期间主要精力集中在三个方面:扫描NV探针显微镜的研制和建设,探针的制备和装配,以及NV-SPM的科学应用。本论文主要分为以下几个研究阶段。1.结合基于石英音叉的AFM和光探测磁共振（optically detected magnetic resonance,ODMR）技术,自主搭建并完善了扫描NV探针显微镜,对其工作模式、稳定性、成像方法等技术作出了详细的讨论。2.基于NV色心的探针是决定NV-SPM成像质量的关键要素之一,其中结合石英音叉的金刚石探针近几年应用最为广泛。在本论文中,我们把金刚石探针基片设计成阵列纳米柱子（nanopillar）的样式,具有等效NV产率高、可简单处理成单nanopillar探针以及可以方便拆解清洗后重新使用等优势。因此,我们设计的新型探针具有高度灵活性,比较适合商用。3.基于NV-SPM平台与实验室制作的NV探针,本人博士期间开展了以下几个领域的研究工作:·在生物领域,对肝癌细胞HepG2中内源铁蛋白进行了高空间分辨磁成像。铁蛋白产生的磁噪声引起NV的T1降低,基于此实现了对铁蛋白～10 nm空间分辨率,采用合适模型定量得知了磁噪声强度。这一成果有潜力应用在疾病的早期诊断。·在凝聚态物理领域,由于NV-SPM平台对磁畴具有高分辨成像的优势,研究了电场对CoFeB体系下单个磁斯格明子的调控机制。结果表明电场可以引起磁斯格明子的形变与产生湮灭,且调控具有非易失性和一定的可逆性,同时我对这一现象做出合理的唯象解释。这一研究有助于低功耗自旋电子学器件的研发。·在宇宙学领域,NV-SPM平台甚至可以探索超出宇宙标准模型的速度相关的新奇自旋相互作用——类轴子作为其相互作用媒介,是暗物质候选者之一。石英音叉粘连熔融石英作为速度源,NV色心作为自旋,对自旋与速度相互作用模型的耦合参数做出了进一步的限定——在200μm力程下提升了超过4个数量级。
王丽君[2]（2021）在《高温高压下含能材料RDX的拉曼光谱研究》文中提出含能材料被广泛应用于军事科学,并且是航天航空、深井爆破和工业领域的重要能源。近年来,在含能材料领域的研究已取得较大进展,但更为苛刻的使用环境,如航天科技中的各种极端条件,对含能材料的耐热性能和能量密度提出了更高的要求。因此,提高热稳定性、相容性、能量密度、轰爆以及力学性能等是提高含能材料性能的重要目标。RDX是一种典型的含能材料,因其高稳定性和强爆炸威力的特点被广泛应用在武装炸药的装备当中。在外界刺激的作用下,RDX的微观结构以及化学反应动力学均会发生变化,同时也影响着炸药的物理特性和宏观响应特性,进一步会影响武装炸药的轰爆性能与安全性能。因此研究外界刺激对RDX性能的影响,对导弹和固体火箭推进剂的进步具有极其重要的意义。本论文利用高温及高压极端条件下的自发拉曼散射技术对RDX的分子结构、化学键和晶体形态的变化等行为进行研究。同时利用这一技术对含能材料RDX分子C-H键、C-N键等振动模式变化规律进行了深入探讨。取得了以下研究成果:1.利用显微共聚焦拉曼光谱仪和变温系统,研究了α-RDX在高温极端条件下的分子结构演化行为。发现当温度升到463K时,在3077cm-1和3068cm-1处的C-H赤道拉伸振动模式的特征峰合并为3073cm-1处的新峰;属于C-H赤道拉伸振动模式和C-H轴向拉伸振动模式的3002cm-1和2950cm-1被合并为2987cm-1处的单峰;1595cm-1和1573cm-1属于NO2的轴向拉伸振动模式,而1542cm-1属于NO2的赤道拉伸振动模式,三个拉曼峰逐渐合并为一个峰,对应于β-RDX中1572cm-1谱带的特征峰。并且拉曼光谱中C-H平面内弯曲振动、C-H平面外弯曲振动和N-NO2轴向拉伸振动模式等均发生了红移现象,可以确定α-RDX向β-RDX发生转变。与此同时,拉曼光谱中RDX的荧光强度变弱,α-RDX在相变过程中也伴随着热分解现象。并且在降温过程中,β-RDX具有动态稳定性,不会发生可逆行为。该研究为进一步探索高温对RDX的相变行为的影响及热分解提供了实验依据。2.利用金刚石对顶砧高压装置和显微共聚焦拉曼光谱系统,研究了常温常压相α-RDX在高压下的结构演化过程。在6GPa左右时,在3068cm-1和3077cm-1处的C-H拉伸振动模式双峰被合并;353cm-1处的环扭转振动谱带发生了二重劈裂;与此同时,在856cm-1处的C-N拉伸振动模式逐渐开始不均匀的宽化;C-H拉伸振动模式区域内2949cm-1处的轴向拉伸振动模式的拉曼强度大幅度减小,且伴随着一个低能量的肩峰。这些拉曼振动模式的明显变化证明了α-RDX发生了向γ-RDX的相变。在17.4-18.5GPa的压力范围内,在488cm-1、467cm-1和440cm-1处的拉曼环扭转双峰合并为一个峰;在886cm-1的环伸缩振动显示出很大的频率偏移;在775cm-1、862cm-1和988cm-1处出现了新的振动模式;在3075cm-1处的单峰劈裂为双峰。这些变化说明了在该压力下发生了γ-RDX到δ-RDX的结构相变。并且在降压过程中δ-RDX相变至γ-RDX,后又相变为α-RDX,这证明了RDX高压相变行为在20GPa以下具有可逆性。这项研究为探索高压下RDX的相变机理提供参考。
徐子龙[3]（2021）在《极端条件下含能材料的物性研究 ——LLM-105、H_2及C-S-H富氢体系》文中提出在高压科学研究中,我们可以通过施加高压和高温（或低温）改变分子间间距和内能,探索凝聚态物质的有关物理化学性质,进而揭示物质的一般性规律。含能材料对于国防军事等领域意义非凡,了解含能材料在高温高压等极端条件下的结构相变、电子跃迁、分解机理等,可以有效保障其合成、运输、贮存、应用等过程中的安全性和有效性,还可以为新型含能材料的设计提供指导性意见。随着高压技术的发展,一些原本只存在于理论中的含能材料,例如金属氢、金属氮等,在高温高压等条件辅助下也有了合成的可能。借助高压实验技术手段,不仅拓展了科学研究的手段,也为新物质的合成开辟了新途径和新思想。本文主要研究了新型含能材料LLM-105（1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪）的晶体结构、电子结构在高压、高温、低温等极端条件下的演化规律和热分解机理,同时还探索了金属氢和富氢化合物的合成,探究了氢气及C-S-H富氢化合物在高压下的结构相变规律。本文包含六章内容,具体如下:第一章,先介绍了高压科学研究领域常用的重要实验技术、分析方法以及与本文研究方向有关的研究概况,继而对本文的研究目的和研究意义进行了说明。第二章,研究了 LLM-105在不同压力和不同温度下的结构相变,分析了晶体中氢键网络的变化情况,探讨了晶体形貌对LLM-105晶体相变过程的影响。高压XRD和高压拉曼光谱测试结果显示在单纯压力加载时LLM-105在26.5 GPa附近发生结构相变。变温XRD、拉曼光谱和红外光谱测试的结果显示,从5K到513 K温度区间内,LLM-105晶体没有发生结构相变。通过红外光谱和理论计算分析得到,氢键网络在加压和降温过程都会得到加强。高压拉曼光谱显示,LLM-105 晶体尺寸在几微米到几十微米的范围内,晶体尺寸越小相变压力越高,晶体越不容易发生结构相变。第三章,研究了 LLM-105在高压和低温下的光吸收和荧光发射行为。常温下,高压荧光光谱显示LLM-105在压力作用下荧光显着增强,到9.2 GPa达到极值,继续加压荧光减弱,到26.4GPa荧光消失。而在低温下,压力为10.2 GPa时荧光最强。高压吸收光谱显示,带隙随着压力升高线性减小,在10.5 GPa位移速率均减小,第一性原理计算显示在10.5 GPa发生分子构型畸变并引起电子结构改变。在26.5 GPa发生结构相变时,LLM-105带隙显着减小约0.08 eV。第四章,研究了高温高压下LLM-105的分解过程和在水中的溶解重结晶过程,得到一透明晶体产物。高温高压实验显示LLM-105的分解温度随着压力升高而升高。常压下的热分解过程可能是从硝基与环的脱离开始。在1 GPa以内的高温高压下,LLM-105会溶解在水中,降温之后会析出新的针状晶体。第五章,研究了氢气和C-S-H富氢体系在高压下的结构相变行为。氢气的高压拉曼光谱显示在109GPa附近出现新的晶格振动模式,推测氢气发生了结构相变。C-S-H的合成过程中,成功得到尺寸超过百微米的CH4、H2S和H2的混合晶体,并结合拉曼光谱研究了该晶体的结构相变。结果显示,其在34.7 GPa后S-H键对应的拉曼模式消失,显示S-H共价键断裂。在16.4、20.1、30.4、34.7 GPa处均有明显的结构相变行为。第六章,对本文研究结果进行归纳总结。
张国召[4]（2020）在《高温高压下叠氮化铵的相变、合成及热分解研究》文中研究说明由N-N单键构成的高氮含量化合物是性能极其优异的新一代环保型高能量密度材料。虽然在大于110.0GPa和2000K的高压高温下,发现了具有单键立方网状结构的氮相,但是这种结构并不稳定,在室温条件和压力低于40.0GPa时,就会还原成N≡N键的N2分子。目前,寻找可以在较低温压条件下合成并能保存至常压的新型聚合氮材料是极具挑战性的工作。叠氮化铵（NH4N3）作为合成高能量密度材料的潜在前驱体备受关注。已有大量理论计算工作研究了NH4N3在高压高温下转变为高能密度材料的可能性。最新的理论研究工作表明NH4N3和N2在较低的压力下可以聚合成含有N-N单键的NH4N5和HN5,但缺少重要的实验研究,比如:在3.0GPa以上稳定存在的NH4N3高压相II的晶体结构仍然未知,而高温高压下关于NH4N3与N2如何聚合以及NH4N3热分解的研究更是空白。针对以上问题,我们通过高温高压实验以及理论计算方法,系统地研究了NH4N3的相变、合成及热分解过程,得到如下研究结果:1、通过高压X射线衍射和拉曼光谱实验,同时结合理论计算,确定了之前未知的NH4N3高压相II为单斜结构,空间群为P2/c,并指认出其拉曼光谱的振动模式,发现相II在3.0-85.0GPa范围内始终保持结构稳定,没有发生其它结构相变。2、基于第一性原理计算重新优化了NH4N3在高压下的相变路径:相I（Pnma,常压至4.9GPa）→相II（P2/c,4.9GPa至102.6GPa）→氢氮固体高能量密度材料（HNS-1）,与我们的实验结果相吻合。在相II和HNS-1之间没有发现前人理论计算中提到的过渡相-反式四氮烯（TTZ）,表明NH4N3在高压下比我们之前认为的要更为稳定,同时也说明了单纯通过NH4N3的压致相变获得高能量密度聚合氮材料的方法并不实用。3、利用拉曼光谱原位表征了NH4N3和N2体系在0–30.0GPa和300–700K温压区间内的聚合反应,发现在20.0-25.0GPa和650K时,NH4N3与N2会发生聚合,生成了含有N-N单键和N=N双键,同时具有Ima2对称性正交结构的聚合氮材料相A。相A晶格中嵌套着N2分子,拉曼振动模式与理论预测中氢氮化合物N9H的极为相似,其结构在室温条件能稳定存在至7.0GPa。该工作表明NH4N3在高温高压下与N2的反应与其它金属叠氮化合物不同,最终产物不含N5-环结构。此外,作为对比,我们对纯NH4N3样品进行了高温高压拉曼实验,发现在20.0GPa和620K时,NH4N3会转化成N2和多种NHy（y>1）化合物,说明NH4N3只有处于富氮的环境下才能合成相A。4、利用X射线衍射实验,研究了NH4N3和N2体系在高温高压下的结构变化。由于X射线对叠氮化合物的分解作用,NH4N3和N2在25GPa-610K直接发生分解反应,产生N2和NH3,未发生聚合反应。5、利用拉曼光谱测量实验,原位表征了NH4N3在低压下（3.5GPa）的分解过程,结果表明:NH4N3在3.5GPa和530K时会分解成物质的量比为1:1的N2和NH3,不会生成H2。这一研究结果很好地解决了在同一压机中装载N2和NH3的技术难题,为研究N2和NH3高温高压下的相图提供了新的实验方法。同时,我们发现:在较低压力下进行升温,NH4N3会直接发生分解反应,不能产生NHy化合物（相B）。该研究结果反映出在更高压力下NH4N3和N2可能会存在新的聚合反应产物。6、基于以上的实验数据,我们给出了NH4N3+N2体系在高温高压下的相图,为以后更进一步研究NH4N3和N2在高温高压下的聚合反应提供了参考。
姜峰[5]（2020）在《含铜矿物（CuFeO2、CuFeS2、CuS2、CuS）高温高压结构和稳定性研究》文中研究说明本论文利用金刚石压腔装置,结合显微激光加热系统和电阻丝加温装置模拟地球深部温压环境,对铜铁矿（CuFeO2）、黄铜矿（CuFeS2）、黄铁矿结构CuS2、铜蓝（CuS）四种含铜矿物开展高温高压实验研究。运用原位拉曼光谱、同步辐射X射线衍射和扫描电镜等技术进行分析测试,并结合第一性原理理论计算模拟进行辅助研究。通过探讨四种含铜氧化物与硫化物的高温高压结构和化学稳定性,进而获得Cu元素在地球深部的价态、配位多面体形式和可能的赋存形式。（1）通过铜铁矿（CuFeO2）高压下激光加温实验,在54 GPa、2000 K范围内首次实验合成了无序的岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体。(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体是一种与下地幔中大量存在的镁方铁矿(Mg1-x,Fex)O类似的物质,它的形成指示了Cu2+离子可能以类质同象替代的方式进入镁方铁矿晶格,为Cu元素在地幔中的赋存提供了一种可能性。岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体中,Cu2+和Fe2+占据相同位置,并与周围阴离子形成呈规则八面体配位,表明Cu2+的Jahn-Teller效应被完全抑制。卸压至大约14.5 GPa,岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O固溶体开始非晶化,并在常压下完全非晶化,原因是高压下被抑制的Jahn-Teller效应在低压下不足以被抑制而重新显现。运用Birch-Murnaghan状态方程对合成的岩盐结构的(Cu0.5,Fe0.5)O的P-V数据拟合得到,V0=86.6（7）?3、K0=96（5）GPa及K’=4（固定）。（2）对黄铜矿（CuFeS2）在30 GPa、800-2000 K范围内开展了系统的高温高压实验研究,原位拉曼光谱、同步辐射X射线衍射和扫描电镜结果表明黄铜矿（CuFeS2）在高温高压条件下发生分解反应,分解产物为黄铁矿（FeS2）和熔体状的富铜相（Cu4FeS3）。黄铜矿（CuFeS2）分解后得到黄铁矿（FeS2）而非其它铜硫化物CuS、Cu2S、CuS2等形式,且富余的含Cu物质呈熔体存在,表明黄铁矿（FeS2）的结构和化学稳定性要高于绝大多数的铜硫化物。Cu的亲硫性通常比Fe高,然而实验结果显示出Cu的亲硫性在高温高压条件下可能不如Fe,这与Cu的硫化物在高温高压下普遍不如Fe的硫化物稳定有相似之处。（3）利用金刚石压腔在34.1 GPa、2000 K温压条件下首次合成了黄铁矿结构CuS2,拓展了它已知的合成温压范围。黄铁矿结构CuS2的高压拉曼光谱和同步辐射X射线衍射实验表明,它在30 GPa压力范围内稳定存在,不发生结构相变。拉曼光谱结果显示,CuS2的所有拉曼模频率随压力增加呈连续的单调线性增加。用Birch-Murnaghan状态方程对同步辐射X射线衍射实验得到的P-V数据进行拟合得到,V0=193.8（5）?3、K0=99（2）GPa及K’=4（固定）。CuS2的第一性原理理论计算结果与实验结果保持一致。黄铁矿结构CuS2在地幔温压条件下保持稳定,指示了Cu2+在高温高压环境中可能比Cu+更为稳定,并且为地幔中Cu的赋存形式提供了另一种潜在可能性。（4）对铜蓝（CuS）在35 GPa、2000 K温压范围内开展常温高压和高温高压实验,结果表明CuS在大约8 GPa发生结构相变,随后在大约18 GPa发生非晶化。CuS的两个高压相经过800 K以上温度加热后,会进一步发生分解反应生成黄铁矿结构CuS2和一种富铜物相。指示了黄铁矿结构CuS2在高温高压条件下的结构和化学稳定性高于CuS。结合四种含铜矿物高温高压实验结果,岩盐结构固溶体(Cu0.5,Fe0.5)O和黄铁矿结构CuS2可以在地幔温压条件下稳定存在,为Cu在地幔中的赋存提供了两种潜在的可能性。(Cu0.5,Fe0.5)O和CuS2中的Cu离子均为+2价态,表明Cu+在地球深部温压环境中可能不如Cu2+稳定。黄铁矿结构的FeS2和CuS2在高温高压下都有较高稳定性,而黄铜矿（CuFeS2）在高温高压下分解生成黄铁矿（FeS2）而非CuS2,指示地幔温压环境中Cu2+的亲硫性可能不如Fe2+强,与常温常压下的Cu2+强烈亲硫性不同。本论文的研究结果对于Cu在地球深部的价态、配位多面体形式和赋存形式等方面提供了重要的参考。
张车荣[6]（2020）在《高温高压下新奇FeO2-H-He化合物的第一性原理研究》文中进行了进一步梳理尽管人类已具备相当高的科技水平,但对于地球内部还知之甚少。这主要是因为地球内部处于强的高温高压状态,并且成分复杂,科学工作者们无法直接探测地球内部的组成,大部分对于地球内部理解来源于地震波数据的收集,和模型推演等。近年来随着计算机技术的飞速发展,理论计算模拟得到了极大的推广和应用,理论结构预测方法和软件可以有效探索矿物在极端条件下的微观结构,有助于从地球高压物理角度出发,计算模拟矿物的物理性质。本文依据课题组自主研发的结构预测软件（CALYPSO）,结合第一性原理分子动力学方法,探索讨论了地球内部温压条件下铁氧氦和铁氧氦氢矿物的高压相结构和物理性质,获得了如下创新性成果。1,由火山热点处喷发的物质以及同位素的分析可知地球内部存在原始氦库,但其物质结构和存在形式未知。为解决上述问题,研究人提出了探索大量地球内部矿物（如FeO2,Mg O,Si O2,Mg Si O3等）与氦发生可能发生化学反应及其可以生成稳定高压相结构的方案,发现了在核慢边界压强和温度条件下FeO2He可以稳定存在,而且计算的FeO2He的纵波波速和横波波速下降比例与超低速区的异常下降一致,这为解释地球原始氦库之谜和超低声速区的下降提供了新的解释。2,先前地球模型提出氢可以通过FeO2参与地球内部循环,那么是否氦和氢一起与FeO2在地球内部循环?除此之外,氦是在宇宙中是除氢元素以外,含量最高的元素,它可与氢一起,大量存在天王星、海王星等冰巨行星。氢和氦是否可以发生化学反应、成化学键等,也引起了科学工作者的广泛关注。截至目前,科学工作者尚未发现氢-氦成键的确凿证据。因此,研究人在前期Fe-O-He的研究基础上,考虑氢是否也能参与地球内部循环,开展了Fe-O-He-H的四元结构研究,发现了稳定的Fe-O-He-H化合物,该结构的新奇之处在于,随着温度的增加,H-He可以在高温下具有比较大的相互作用,这为理解在地球或其它行星内部条件下,H和He参与行星演化等行为提供了新途径。
李永辉[7]（2020）在《第一性原理计算矿物间K，Ca以及N同位素平衡分馏》文中研究指明地球内部物质的循环,行星的形成以及演化历程是地球科学中关键问题。稳定同位素是研究这些问题很好的工具,其理论完备,分析讨论广泛而有深度,已经形成了一门独立的学科:稳定同位素地球化学。自然界样品中的同位素分馏是否平衡对分析结果至关重要,而实验上由于很难实现矿物间同位素交换平衡,测量平衡分馏系数非常困难。近些年,第一性原理计算方法以其高精度,高稳定性的表现,已经被广泛应用于理论预测多种稳定同位素（如C,O,Mg,Si,Ca,Fe等）在各矿物间的平衡分馏系数。本论文主要利用基于密度泛函理论（Density functional theory,DFT）的第一性原理计算软件 QE（Quantum ESPRESSO）,对矿物间的K,Ca以及N同位素平衡分馏进行理论预测,这对帮助我们理解地球上的物质循环,行星的形成以及演化都有很大的帮助。K同位素的研究方兴未艾,关于其分馏机制尚不明确,且K特殊的性质使得K同位素在星体形成与演化,地壳风化以及物质循环等方面都有重要的应用。理论预测有助于我们理解K同位素在自然界的分馏机制。Ca同位素研究由来已久,地幔矿物如橄榄石,斜方辉石以及单斜辉石之间的Ca同位素平衡分馏已被前人详细研究过。可是占地幔相当量的富含钙的石榴子石尚未被系统地研究。N同位素属于传统同位素,研究历史源远流长。过去多是关注于生物圈内部以及其与大气圈,水圈之间的N同位素变化进而示踪一些环境变化过程。硅酸盐地球（BSE,bulk silicate earth）内部也存在相当量的N,且地质过程也会造成可观的N同位素分馏。两个问题使得N同位素在地球内部的物质循环上备受关注,一个是地核形成过程以及地核内部N的含量问题;另外一个就是全球N循环不平衡的问题。这些或许可以通过矿物间N同位素平衡分馏找到线索。首先,本文研究了碱性长石系中K同位素平衡分馏的浓度效应。研究发现,碱性长石系中,随着K浓度（K/（K+Na））的增加,平均K-O键长不断增大,从K浓度为1/16的2.724 à增加到浓度为1（微斜长石）的2.880 à。K的简约配分函数（reduced partitionfunctionratio,RPFR）受K的浓度影响巨大。K浓度为1/16的碱性长石与微斜长石之间的K同位素平衡分馏系数在300 K下为2.21‰,而700K下仍有0.42‰。这与自然界观测到的K同位素分馏的变化幅度很接近。此外,我们发现K同位素平衡分馏系数与平均K-O键长呈反向线性关系。这些发现告诉我们,对于分馏本来就很小的K同位素,在利用其数据应用于地球化学或者宇宙化学过程中时,不得不考虑浓度效应。紧接着,我们对17种常见的主要含K矿物（详见第3章）之间的简约配分函数进行了预测。300 K下,简约配分函数从明矾石的6.80‰到djerfisherite的2.08‰,1000K下则从0.63‰到0.19‰。1000 K下,除了钾长石高压Ⅰ相,各种含K硅酸盐端元矿物之间的简约配分函数差别很小（<0.12‰）,预示着高温下含K硅酸盐端元矿物之间没有明显的K同位素分馏,这与自然观测相符合。此外,因为计算的KOH·H2O以及KOH·2H2O中的K与水溶液中的K具有相似的配位数以及平均K-O键长,所以我们可以用KOH·H2O与KOH·2H2O代表水溶液,粗略估计矿物与水溶液之间的K同位素平衡分馏。对比发现大部分硅酸盐矿物都较水溶液更加富集轻K,这或许可以解释河水与海水相比较于BSE更加富集重K的现象。为了了解地球内部Ca同位素行为,我们研究了镁铝榴石-钙铝榴石固溶体系中Ca同位素平衡分馏的浓度效应,同时模拟岩浆过程中Ca同位素的行为。与之前的结果类似,我们发现了可观的浓度效应。随着Ca浓度的增加,平均Ca-O键长不断增加,简约配分函数不断减小。Ca浓度为1/24的镁铝榴石与钙铝榴石之间的Ca同位素平衡分馏系数在1000 K下高达0.47‰。与以往发现的Ca在斜方辉石以及镁橄榄石中的浓度效应不同,石榴子石中简约配分函数以及平均Ca-O键长在很大范围内受到Ca浓度的影响。计算结果在一定程度上解释了实验上的观测结果。部分熔融过程模拟表明,在没有石榴子石析出的情况下（2 Gpa无水）,熔体与初始固体之间不会造成可见的Ca同位素分馏（<0.07‰）。可是当石榴子石出现时,这一数值会增加到0.15‰。可见石榴子石在岩浆过程中对Ca同位素组成的调控作用很大。我们对多种具有不同NH4+浓度以及不同价态的含N矿物（包括铵盐,含铵硅酸盐,硝酸盐以及氮化物）的简约配分函数进行预测。计算发现,N在不同价态之间存在可观的同位素分馏。整体而言,硝酸盐最富集重N,而氮化物最富集轻N。可是,各硝酸盐之间,各铵盐与含铵硅酸盐矿物之间的简约配分函数变化很小。硅酸盐矿物中,虽然钠/钾长石-氨长石以及白云母-氨云母固溶体系之间发现了类似的浓度效应,但是N同位素简约配分函数变化很小。这一特征可以用来示踪一些同位素非平衡分馏过程,比如变质脱挥发分作用,水热交代以及壳幔相互作用等。各氮化物之间却表现出明显不同的N同位素平衡分馏,这一点或许可以推演核幔分异的过程。
杨刚[8]（2019）在《高温高压下Fe/Fe-9 wt% O状态方程和声速研究》文中提出地球表面的自然灾害与地球内部的结构、物质组成及其运动状态密不可分。深入了解地球内部物质组成及其运动规律,有助于增强人类抵抗自然灾害的能力。根据地球物理、地球化学、宇宙化学和冶金学等多方面的研究,地核的主要成分是铁（Fe）,同时含有4～10 wt%原子量比铁小的轻元素,例如硅（Si）,硫（S）,氧（O）,碳（C）和氢（H）。但是目前为止,有关地核中的轻元素的种类和含量,尤其是氧元素的含量还存在大量争议,这是因为氧元素的多少与原始地球的吸积环境密切相关。为了进一步限定地核中氧元素的含量,本文利用动高压实验技术,系统地研究了高温高压下Fe和Fe-9 wt%O（Fe-9O）的状态方程和声速,并利用热力学模型计算了地核环境下Fe-O体系的密度、纵波声速和体波声速,为限定氧元素在地核中的含量提供重要参考。本文主要研究内容和创新性结论如下:1)高压下温度对铁的声速的影响。本文利用反向碰撞和光分析技术测量了纯铁在冲击压强65.4～235.1 GPa范围内的声速。利用粒子速度对时间导数的方法能够准确判断弹塑性转变点,从而有效的提高纵波声速和体波声速的测量精度。研究发现在冲击加载下铁的纵波声速与密度依然呈线性关系,并与静高压室温300 K测量结果一致,说明高温下纵波声速与密度呈线性关系的结论仍然成立,即Birch定律不受温度的影响。然后高压下温度会对剪切波和体波声速产生影响。通过研究温度对纯铁声速的影响,为限定内地核中轻元素种类和含量提供重要实验依据。2)高温高压Fe-9O物性研究。利用国产铰链式大腔体压机成功制备出大块密实Fe-9O样品。物理化学分析表明:Fe-9O样品内O元素分布相对均匀,含量为9.0（5）wt%;化学反应彻底,无Fe3+存在;样品平均密度为6.908（16）g/cm3,与理论密度非常接近。本文提出一种冲击绝热线预估模型,预估的结果较传统模型更接近实验数据。冲击加载下Fe O金属化行为导致Fe-9O的Hugoniot线在88.7 GPa出现间断。相变前后的Hugoniot参数分别为:C0,L=3.81（13）km/s,λL=1.81（8）;C0,H=3.71（6）km/s,λH=1.75（2）。根据Lindemann熔化定律计算了Fe、Fe-9O高压熔化曲线。在内外核边界,纯铁的熔化温度约为6200（280）K,Fe-9O熔化温度比纯铁低～400 K。3)地核氧元素的限定。根据Fe-9O和Fe的声速和状态方程,利用热力学模型计算了Fe-O体系在地核环境下的密度和纵波声速,与PREM（Preliminary Reference Earth Model）模型对比发现,无论是在外地核还是在内地核Fe-O体系的密度和纵波声速都难以同时和PREM模型相匹配。因此,本文认为地核中不可能含有大量氧元素,原始地球的吸积过程是在还原的条件下完成。
陈秀慧[9]（2019）在《星际空间中的碳尘埃》文中认为目前,天体物理学、天体化学乃至天体生物学中备受关注的重大研究课题之一即为星际尘埃研究。我们对星际尘埃的组成、尺寸和形状信息的了解并不充分。得益于观测手段特别是空间红外观测的改善,尘埃模型能和观测数据交互比较,使人们对星际尘埃的了解越来越深入。本文集中研究星际碳质尘埃,特别是星际石墨烯,并将模型预测的碳质尘埃光谱特征与天文观测结果对比,探究二者之间的联系。碳是宇宙中第四丰富的元素,碳质尘埃是星际尘埃的主要组成之一。我们调研大量文献和资料,发现碳质尘埃如石墨、纳米金刚石、多环芳香烃、富勒烯、氢化非结晶碳等尘埃微粒在星际空间广泛存在,它们是星际消光2175 A驼峰、星际红外辐射谱带、星际弥散吸收带等光谱特征的最可能载体。富勒烯、石墨烯和碳纳米管是星际物理与化学的新的热点,它们之间存在着密切联系,星际石墨烯可能是形成富勒烯的重要中间产物。我们加入5 ppm石墨烯C24后的硅酸盐-石墨-PAHs尘埃模型可以与DIRBE、FIRAS和IRTS观测吻合很好,从理论上证明了星际空间中可能存在纳米尺寸的石墨烯碳结构,丰富了星际碳质尘埃的种类,并对之前的研究者提出的星际石墨烯猜想做了更深入的探究。我们从大质量恒星形成区 Sgr B2（R.A.（J2000）=267°.05855 和 Decl.（J2000）=-28°.01479）红外光谱中发现和证认了可能的C24辐射:这一区域同时在～6.637,9.853和20.050 μm处有红外辐射,这与理论预言的C24的三个红外辐射特征符合;同时,在该区域还发现了可能的C60辐射。这一区域处于被大质量星或星团加热的暖尘埃环境中,与WISE斑成协,靠近电离氢区候选体IRAS 17450-2759,因此我们认为该区域可能的C24辐射很可能与恒星形成活动相关。碳纳米管在可见光和近红外波段呈现出强烈的光学跃迁,与星际弥散带载体应该具有的光学特性有所契合,研究碳纳米管将有助于对星际弥散带载体的证认。因此我们试图使用DDSCAT方法计算（5,0）碳纳米管的吸收截面。此种碳纳米管共有四个峰值吸收截面,其波长分别为:0.3 μm,0.5 μm,0.9 μm和2.9 μm。吸收截面的峰值波长会随着管长的增加而向红端移动。当管长达到23个碳原子时,在～2.9 μm处有一个非常强的峰,这一峰值会随着偶极子数目的增加而减小,同时,随着偶极子数目的增加,吸收截面的峰值波长会向蓝端移动。碳纳米管在～0.3和～0.9 μm处的特征吸收截面可能可用于计算星际碳纳米管的丰度上限。
魏钊[10]（2019）在《高中生化学空间能力测评研究》文中提出在科学、技术、工程和数学（Science,Technology,Engineering and Mathematics,STEM）的学习中,学生会经常面临图形、动画、视频等非语言信息。这些信息很多时候比语言能更清晰、直观和准确地表达和传递复杂的概念。加工这些信息,需要学生有一定的空间能力。具有较高空间能力的学生更容易产生和处理复杂思想的心理表征,从而在STEM学科学习中表现出创新能力。为了突出空间能力在STEM学科中的重要作用,促进相关的教育和实践,美国专门成立了空间智能与学习中心,促进相关实践和研究的不断进步。同时,化学教学的实践也表明,学生在涉及空间信息的化学问题解决中存在着很大的困难,有必要深入研究化学空间能力及其相关测量与评价问题。绪论首先阐述了研究背景,并从理论和实践两方面对本研究的意义展开了详细的论述。接着,为了明确研究的内容和范围,明确地界定了研究的核心概念“化学空间能力”;在查阅了大量英文文献的基础上,对心理学中关于空间能力的研究和化学学习中的空间能力的研究进行了全面的述评;最后,提出了本研究的研究思路、研究方法及研究的创新之处。第一章梳理了化学空间能力的理论基础。首先回顾了在科学史上化学空间概念的发展和演变历程,指明了化学空间能力的加工对象是微观层面的物质结构问题。其次介绍了科学教育领域的视觉化理论和化学教育领域的三重表征理论。指出化学空间能力本质上是微观表征能力的一部分。第二章是建构高中生化学空间能力的评价标准。首先分析了普通高中课程标准对化学空间问题的相关论述。然后,以布卢姆的教育目标分类学、SOLO分类理论、范希尔的几何思维水平理论,以及皮亚杰和英海尔德的儿童空间发展理论为基础,建构了高中生化学空间能力的评价标准。评价标准分成4个水平,包括学生的行为表现、涉及的化学知识、几何因素和心理因素等内容。最后,为了检验建构的评价标准的科学性、合理性和可行性,邀请大学的化学教育学者、高中化学教研员、高中化学教师和化学竞赛教练等4类专家,进行了德尔菲法研究。结合专家的咨询意见,修订和优化了评价标准。第三章是开发高中生化学空间能力的测评工具。首先介绍了经典测量理论和Rasch模型等相关教育与心理测量理论,然后在测量理论的指导下,编制了高中生化学空间能力的测评工具,接下来对测评工具进行了两轮的质量检验,并分别在此基础上进行了改进和优化。最后,检验结果显示测评工具的质量达到了进行大样本测试的要求。第四章是运用高中生化学空间能力测评工具实施大样本测试,并对测试数据进行分析。测试的数据表明,首先,研究者所建构的高中生化学空间能力评价标准是科学、合理的。其次,高中生的化学空间能力总体上呈正态分布。再次,经过训练以后,不同年龄和不同性别的高中生的化学空间能力没有显着性的差异,但是,不同学业水平和不同学校层次的高中生的化学空间能力有显着性的差异。第五章是对整个研究进行总结。首先认为研究的理论创新是建构了高中生化学空间能力的评价标准,其次是在评价标准的基础上开发了较高质量的化学空间能力的测评工具,并通过大样本的测试发现:高中生化学空间能力呈正态分布等实证研究的贡献。在此基础上,针对高中化学教学与命题,提出了策略方面的建议。最后,结过反思发现,本研究存在着研究对象还不够多元、研究方法过少和定量研究水平不高等不足,这也指明了未来深入研究的方向。
二、宇宙中可能含有金刚石（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、宇宙中可能含有金刚石（论文提纲范文）
（1）扫描金刚石氮-空位色心显微镜的研制及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁性材料成像方法 |
| 1.1.1 克尔显微镜 |
| 1.1.2 电子显微镜 |
| 1.1.3 中子散射 |
| 1.1.4 X射线显微镜 |
| 1.1.5 扫描探针显微镜 |
| 1.2 本章小结与论文结构 |
| 第2章 金刚石NV色心 |
| 2.1 金刚石 |
| 2.2 NV色心的形成 |
| 2.3 NV色心的电子结构 |
| 2.4 NV色心的性质 |
| 2.4.1 光学性质 |
| 2.4.2 自旋性质 |
| 2.5 NV色心弛豫过程 |
| 2.5.1 纵向弛豫时间 |
| 2.5.2 横向弛豫时间 |
| 2.6 空间定位 |
| 2.6.1 利用梯度磁场量子调控超分辨 |
| 2.6.2 利用硅针尖定位NV色心 |
| 2.7 NV-N耦合 |
| 2.8 NV测磁学 |
| 第3章 扫描NV探针显微镜 |
| 3.1 原子力显微镜 |
| 3.2 基于QTF的AFM |
| 3.2.1 用于形貌成像 |
| 3.2.2 用于磁场成像 |
| 3.2.3 线路图 |
| 3.3 光探测磁共振ODMR |
| 3.3.1 共聚焦光路 |
| 3.3.2 微波 |
| 3.3.3 外磁场 |
| 3.4 扫描NV显微镜 |
| 3.4.1 工作模式 |
| 3.4.2 调平分析 |
| 3.4.3 机械稳定性 |
| 3.5 扫描NV显微镜磁成像方法 |
| 3.5.1 采样方法 |
| 3.5.2 扫描方法 |
| 3.5.3 空间分辨率 |
| 3.5.4 NV-样品距离的定位 |
| 3.5.5 技术难点 |
| 3.6 金刚石探针 |
| 3.6.1 金刚石纳米柱 |
| 3.6.2 金刚石探针基片 |
| 3.6.3 石英音叉 |
| 3.6.4 金刚石探针的装配及测试 |
| 3.6.5 金刚石探针进一步处理 |
| 第4章 单细胞铁蛋白纳米磁成像 |
| 4.1 背景 |
| 4.2 实验原理 |
| 4.3 单细胞内铁蛋白的纳米磁成像 |
| 4.3.1 细胞样品的制备 |
| 4.3.2 实验设备 |
| 4.3.3 NV磁成像与透射电子显微镜联合成像 |
| 4.3.4 铁蛋白簇的高分辨磁成像 |
| 4.4 数据分析 |
| 4.4.1 重构磁场强度 |
| 4.4.2 分辨率分析 |
| 4.5 结论与展望 |
| 4.5.1 结论 |
| 4.5.2 展望 |
| 第5章 电场调控磁斯格明子动力学 |
| 5.1 斯格明子 |
| 5.1.1 背景 |
| 5.1.2 分类 |
| 5.1.3 产生机制 |
| 5.1.4 调控 |
| 5.1.5 扫描NV显微镜研究斯格明子 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 材料体系以及研究方法 |
| 5.2.2 观察斯格明子的产生 |
| 5.2.3 单个斯格明子的高分辨磁成像 |
| 5.2.4 斯格明子的跳变 |
| 5.2.5 斯格明子随外磁场精细演化 |
| 5.2.6 电场调控形变 |
| 5.2.7 电场调控产生 |
| 5.3 展望 |
| 第6章 展望与总结 |
| 6.1 自旋-质量相互作用的探索 |
| 6.1.1 背景 |
| 6.1.2 实验 |
| 6.2 低温扫描NV显微镜 |
| 6.3 总结 |
| 参考文献 |
| 附录A NV-~(14)N体系 |
| A.1 理论计算 |
| A.2 Hz精度测量 |
| 附录B 重构磁场矢量 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（2）高温高压下含能材料RDX的拉曼光谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 含能材料国内外研究现状 |
| 1.2 含能材料研究意义 |
| 1.3 RDX物理化学特性 |
| 1.4 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 拉曼光谱及高压技术原理 |
| 2.1 拉曼光谱 |
| 2.1.1 散射的定义与分类 |
| 2.1.2 拉曼光谱原理 |
| 2.1.3 自发拉曼散射的半经典理论 |
| 2.2 高压科学技术 |
| 2.2.1 高压科学发展简述 |
| 2.2.2 金刚石对顶砧及高压实验技术 |
| 第3章 RDX变温拉曼光谱研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 RDX的X射线衍射光谱 |
| 3.1.2 RDX的 SEM形貌特征 |
| 3.1.3 RDX的 DET计算 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 温度对RDX振动强度及频移的调制 |
| 3.3.2 降温过程中RDX相结构的不可逆性研究 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 RDX分子高压下相变研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 压力对RDX相变的拉曼光谱影响 |
| 4.3.2 降压过程中RDX相结构的可逆性研究 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论及展望 |
| 1.结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学生期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）极端条件下含能材料的物性研究 ——LLM-105、H_2及C-S-H富氢体系（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压科学简介 |
| 1.2 高压实验技术 |
| 1.2.1 金刚石对顶砧 |
| 1.2.2 密封垫技术 |
| 1.2.3 传压介质的应用 |
| 1.2.4 压强定标与压强测量 |
| 1.3 高压实验测试技术 |
| 1.3.1 高压同步辐射X射线衍射技术 |
| 1.3.2 高压拉曼光谱 |
| 1.3.3 高压红外吸收光谱 |
| 1.3.4 高压紫外可见吸收光谱 |
| 1.3.5 高压荧光光谱 |
| 1.4 含能材料简介 |
| 1.5 高压科学的研究进展概况 |
| 1.5.1 固态氢和富氢化合物的高压研究进展 |
| 1.5.2 含能材料的高压研究进展 |
| 1.6 本论文的研究意义和研究目的 |
| 第二章 高压下LLM-105晶体的结构相变 |
| 2.1 背景介绍 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.3.1 高压下LLM-105晶体的结构相变 |
| 2.3.1.1 晶体的基本性质表征 |
| 2.3.1.2 高压XRD研究 |
| 2.3.1.3 高压拉曼光谱研究 |
| 2.3.1.4 高压红外研究 |
| 2.3.2 不同温度下LLM-105晶体的稳定性研究 |
| 2.3.2.1 变温XRD研究 |
| 2.3.2.2 变温拉曼光谱研究 |
| 2.3.3 极端条件对晶体氢键网络的影响 |
| 2.3.4 晶体形貌对LLM-105结构相变的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高压下LLM-105晶体的电子结构 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 常温常压下LLM-105的光吸收 |
| 3.3.1.1 LLM-105带隙的表征 |
| 3.3.1.2 LLM-105分子激发态 |
| 3.3.2 高压下LLM-105的荧光特性研究 |
| 3.3.2.1 常温下的高压荧光 |
| 3.3.2.2 低温下的高压荧光 |
| 3.3.3 高压下LLM-105的光吸收特性 |
| 3.3.4 LLM-105的能带结构 |
| 3.3.5 LLM-105晶体的高压电阻 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高温高压下LLM-105晶体的物性研究 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 LLM-105晶体的高温分解研究 |
| 4.3.1.1 高温拉曼研究 |
| 4.3.1.2 高温红外研究 |
| 4.3.1.3 热重红外联用研究 |
| 4.3.2 高压下LLM-105的高温分解研究 |
| 4.3.2.1 无传压介质的高温高压 |
| 4.3.2.2 以水为传压介质的高温高压 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 氢气及C-S-H富氢体系的高压研究 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 氢气的高压相变研究 |
| 5.3.1.1 氢气的高压拉曼光谱 |
| 5.3.1.2 氢气的高压吸收光谱 |
| 5.3.2 C-S-H体系的高压相变研究 |
| 5.3.2.1 高压下样品合成与生长 |
| 5.3.2.2 C-S-H体系的高压拉曼研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）高温高压下叠氮化铵的相变、合成及热分解研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 高能量密度材料 |
| 1.2 压力下聚合氮材料的研究现状 |
| 1.2.1 压致相变 |
| 1.2.2 压力驱动新的化学反应 |
| 1.3聚合氮高能密度材料的前驱体-NH_4N_3 |
| 1.4 高压下NH_4N_3的研究现状 |
| 1.5 研究目的和意义 |
| 1.6 本论文主要内容 |
| 第二章 实验技术与原理 |
| 2.1 高压高温实验装置 |
| 2.1.1 高压实验装置-金刚石对顶砧 |
| 2.1.2 电阻加热的DAC装置 |
| 2.2 压力的标定 |
| 2.2.1 红宝石(Al_2O_3) |
| 2.2.2 掺杂四硼酸锶的金属钐(Sr B4O7:Sm2+) |
| 2.3 装样过程 |
| 2.4 实验技术与理论计算方法 |
| 2.4.1 X射线衍射技术 |
| 2.4.1.1 粉末X射线衍射原理 |
| 2.4.1.2 X射线衍射光谱测量实验装置 |
| 2.4.2 拉曼光谱测量实验技术 |
| 2.4.2.1 拉曼光谱实验原理 |
| 2.4.2.2 拉曼光谱测量实验装置 |
| 2.5 第一性原理计算 |
| 第三章 高压下NH_4N_3的晶体结构和稳定性研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 高压下NH_4N_3的晶体结构 |
| 3.3.2 高压下NH_4N_3 的拉曼光谱演化(85GPa) |
| 3.3.3 NH_4N_3高压下的结构稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高温高压下NH_4N_3+N_2的相变研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 理论计算 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 高温高压下NH_4N_3+N_2体系的相变 |
| 4.3.1.1 拉曼光谱测量实验 |
| A.路径1(在15.0GPa处进行升温) |
| B.路径3(25.0GPa进行升温) |
| 4.3.1.2 XRD光谱测量实验 |
| 4.3.2 高温高压下纯NH_4N_3的相变 |
| 4.3.2.1 拉曼光谱测量实验 |
| 4.3.2.2 XRD光谱测量实验 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 相A和相B的对比 |
| 4.4.2 与理论预测的N_xH_y化合物作对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高温高压下NH_4N_3的热分解研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD光谱原位探测NH_4N_3 的热分解(25GPa) |
| 5.3.1.1 XRD光谱测量实验 |
| 5.3.1.2 拉曼光谱测量实验 |
| 5.3.1.3 结果讨论 |
| 5.3.2 拉曼原位探测下的NH_4N_3 的热分解(3.5GPa) |
| 5.3.2.1 拉曼光谱测量实验 |
| 5.3.2.2 XRD光谱测量实验 |
| 5.3.2.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（5）含铜矿物（CuFeO2、CuFeS2、CuS2、CuS）高温高压结构和稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 铜氧化物和铜硫化物高温高压研究现状 |
| 1.3 主要研究思路和内容 |
| 第2章 高温高压实验技术 |
| 2.1 金刚石压腔装置(DAC)与相关高压实验技术 |
| 2.1.1 金刚石压腔装置(DAC) |
| 2.1.2 压砧和垫片 |
| 2.1.3 压力标定方法 |
| 2.1.4 传压介质选择 |
| 2.2 高温技术与加热装置 |
| 2.2.1 激光加温技术 |
| 2.2.2 电阻丝加温技术 |
| 2.3 拉曼光谱分析技术 |
| 2.4 同步辐射X射线衍射技术 |
| 第3章 CuFeO_2高温高压结构和稳定性研究 |
| 3.1 铜铁矿(CuFeO_2)研究现状 |
| 3.2 样品合成和实验方法 |
| 3.3 粉末X射线衍射谱结构精修 |
| 3.4 卸压过程X射线衍射谱变化特征 |
| 3.5 P-V状态方程及其参数对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 CuFeS_2高温高压结构和稳定性研究 |
| 4.1 黄铜矿(CuFeS_2)研究现状 |
| 4.2 实验样品和实验方法 |
| 4.3 黄铜矿14GPa电阻丝加温实验结果与分析 |
| 4.4 黄铜矿25GPa激光加温实验结果与分析 |
| 4.5 分解产物拉曼频率和体积随压力变化关系 |
| 4.6 黄铜矿4.5GPa电阻丝加温实验结果与分析 |
| 4.7 富铜相成分分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 CuS_2高温高压结构和稳定性研究 |
| 5.1 黄铁矿结构CuS_2研究现状 |
| 5.2 实验方法和技术 |
| 5.3 黄铁矿结构CuS_2高温高压合成 |
| 5.4 黄铁矿结构CuS_2常温高压拉曼光谱 |
| 5.5 黄铁矿结构CuS_2高压X射线衍射 |
| 5.6 黄铁矿结构CuS_2与FeS_2拉曼光谱对比 |
| 5.7 CuS_2第一性原理理论计算结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 CuS高温高压结构和稳定性研究 |
| 6.1 铜蓝(CuS)研究现状 |
| 6.2 实验方法与技术 |
| 6.3 常温高压拉曼光谱实验结果与分析 |
| 6.4 常温高压X射线衍射实验结果与分析 |
| 6.5 高温高压拉曼光谱实验结果与分析 |
| 6.6 高温高压X射线衍射实验结果与分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）高温高压下新奇FeO2-H-He化合物的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压科学的发展 |
| 1.2 高压下物质的性质改变 |
| 1.3 地球内部高压环境 |
| 1.4 氦元素的研究 |
| 1.5 氢元素的研究 |
| 1.6 本文的选题目的和意义 |
| 1.7 本文的具体结构安排 |
| 第二章 理论依据 |
| 2.1 第一性原理 |
| 2.2 绝热近似 |
| 2.3 Hartree-Fock近似 |
| 2.4 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.5 Kohn-Sham方程 |
| 2.6 晶格动力学计算 |
| 2.7 第一性原理结构预测 |
| 2.7.1 粒子群优化算法 |
| 2.7.2 CALYPSO软件介绍 |
| 2.7.3 相似结构的排除 |
| 2.8 分子动力学 |
| 第三章 深地幔条件下的含氦化合物FeO_2He |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 结果分析和讨论 |
| 3.3.1 结构预测和稳定性分析 |
| 3.3.2 FeO_2He的高温高压稳定性 |
| 3.3.3 化合物电子性质分析 |
| 3.3.4 化合物波速计算以及与超低速区的比较 |
| 3.4 本章结论 |
| 第四章 高温高压下Fe-O-H-He物质的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 结构预测和稳定性 |
| 4.3.2 物质的高温高压稳定性 |
| 4.3.3 均方根位移分析 |
| 4.3.4 波速与超低速区的比较 |
| 4.3.5 相互作用强度分析 |
| 4.4 本章结论 |
| 第五章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读研究生期间公开发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）第一性原理计算矿物间K，Ca以及N同位素平衡分馏（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 稳定同位素地球化学概述 |
| 1.1.1 同位素及丰度 |
| 1.1.2 同位素效应及分馏 |
| 1.1.3 同位素组成的表达 |
| 1.1.4 R,α,δ以及△之间的关系 |
| 1.1.5 小结 |
| 1.2 K同位素地球化学简介 |
| 1.2.1 早期(2016年以前)K同位素研究 |
| 1.2.2 K同位素测量精度的提高 |
| 1.2.3 高温K同位素行为 |
| 1.2.4 低温K同位素行为 |
| 1.2.5 理论预测K同位素分馏系数 |
| 1.3 Ca同位素地球化学简介 |
| 1.3.1 Ca同位素历史 |
| 1.3.2 Ca同位素在高温地球化学与宇宙化学中的应用 |
| 1.3.3 Ca同位素低温下应用 |
| 1.4 N同位素地球化学简介 |
| 1.4.1 N在矿物中的一般形式 |
| 1.4.2 全球N循环 |
| 1.4.3 水岩相互作用与部分熔融 |
| 1.4.4 小结 |
| 第2章 理论方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 Hohenberg-Kohn理论 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.3 交换关联能 |
| 2.1.4 赝势 |
| 2.1.5 Quantum ESPRESSO |
| 2.2 理论计算同位素分馏 |
| 第3章 含K矿物间K同位素平衡分馏系数 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 碱性长石系中K同位素浓度效应 |
| 3.3.1 计算结果 |
| 3.3.2 意义讨论 |
| 3.4 常见含K矿物间K同位素平衡分馏系数 |
| 3.4.1 计算结果 |
| 3.4.2 意义讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 石榴子石中的钙同位素及其对熔体凝结过程中钙同位素的影响 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.2.1 第一性原理计算与10~3lnβ |
| 4.2.2 初始晶体结构 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 晶体结构优化结果以及Ca-O键长 |
| 4.3.2 Ca同位素平衡分馏 |
| 4.4 意义讨论 |
| 4.4.1 两种不同的浓度效应 |
| 4.4.2 自然样品中的Ca同位素分馏应用 |
| 4.4.3 岩浆凝结过程中Ca同位素行为 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 矿物中的N同位素 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.3 结果 |
| 5.3.1 优化晶体结构以及平均键长 |
| 5.3.2 晶格振动频率以及计算不确定度 |
| 5.3.3 简约配分函数 |
| 5.4 意义讨论 |
| 5.4.1 N的浓度以及键长效应 |
| 5.4.2 自然界样品的δ~(15)N |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）高温高压下Fe/Fe-9 wt% O状态方程和声速研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 极端条件下纯铁状态方程研究和声速现状 |
| 1.2.1 极端条件下纯铁状态方程研究现状 |
| 1.2.2 Birch定律简述 |
| 1.2.3 极端条件下纯铁声速研究现状 |
| 1.3 轻元素在外地核中的研究现状 |
| 1.3.1 地核候选轻元素的约束条件 |
| 1.3.2 地核候选轻元素的研究现状 |
| 1.4 本文的研究内容和研究意义 |
| 第2章 动高压实验技术和原理 |
| 2.1 动高压实验原理和测量技术 |
| 2.1.1 气体炮发射技术 |
| 2.1.2 冲击波守恒关系 |
| 2.1.3 弹速、冲击波速和粒子速度测量原理 |
| 2.2 动高压声速测量原理 |
| 2.2.1 反向碰撞测量声速原理 |
| 2.2.2 光分析技术测量声速原理 |
| 2.2.3 反碰和光分析技术测量状态方程 |
| 2.3 冲击加载下状态方程测量原理 |
| 2.3.1 阻滞法测量Hugoniot线 |
| 2.3.2 冲击波阵面姿态和速度计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 冲击状态下纯铁声速测量 |
| 3.1 纯铁声速测量实验设计 |
| 3.2 高压单晶下LiF窗口折射率测量 |
| 3.2.1 高压下LiF折射率与密度的关系 |
| 3.2.2 冲击加载下LiF窗口粒子速度修正 |
| 3.3 冲击加载下纯铁声速数据分析 |
| 3.3.1 反向碰撞和光分析实验数据处理 |
| 3.3.2 冲击加载下纯铁的声速 |
| 3.4 纯铁在强动载荷下的剪切模量和泊松比 |
| 3.4.1 纯铁在强动载荷下的剪切模量 |
| 3.4.2 纯铁在强动载荷下的泊松比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 纯铁的状态方程以及温度对声速影响的研究 |
| 4.1 纯铁的状态方程研究 |
| 4.1.1 纯铁冲击压缩线测量 |
| 4.1.2 纯铁室温压缩线和热力学参数研究 |
| 4.2 高压下温度对声速的影响 |
| 4.2.1 高压下温度对纵波声速的影响 |
| 4.2.2 高压下温度对体波和剪切波声速的影响 |
| 4.3 铁在高压下的熔化行为 |
| 4.3.1 冲击状态下物质发生熔化的判断依据 |
| 4.3.2 铁的高压熔化曲线 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 冲击加载下Fe-9O状态方程测量 |
| 5.1 Fe-9O制备和物理化学性质分析 |
| 5.1.1 Fe-9O高温高压制备工艺 |
| 5.1.2 Fe-9O物理化学性质分析 |
| 5.2 Fe-9O状态方程测量实验设计 |
| 5.2.1 样品边界稀疏的影响 |
| 5.2.2 追赶稀疏波的影响 |
| 5.3 Fe-9O冲击压缩线预估 |
| 5.3.1 混合物冲击绝热线预估方法 |
| 5.3.2 Fe-9O冲击绝热线预估 |
| 5.4 Fe-9O Hugoniot线测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 地核环境下Fe-9O状态方程的热力学分析及O元素限定 |
| 6.1 Fe-9O在冲击加载下的熔化研究 |
| 6.1.1 Fe-9O冲击温度计算 |
| 6.1.2 Fe-9O高压熔化曲线 |
| 6.1.3 地核温度剖面 |
| 6.2 任意P,V,T条件下密度和声速的热力学估算方法 |
| 6.2.1 任意温度下状态方程计算方法 |
| 6.2.2 任意温度和压强下声速的估算方法 |
| 6.3 O元素在外地核中的含量 |
| 6.3.1 外地核环境下Fe-9O体系的密度和声速 |
| 6.3.2 外地核O元素的限定 |
| 6.3.3 内地核O元素的限定 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的课题 |
（9）星际空间中的碳尘埃（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 星际尘埃与气体的发现 |
| 1.2 尘埃简介 |
| 1.3 探测手段 |
| 1.4 星际碳尘埃及其重要性 |
| 1.5 本论文主要内容 |
| 第2章 星际碳尘埃与天文观测 |
| 2.1 星际消光 |
| 2.1.1 尘埃的吸收、散射和消光 |
| 2.1.2 选择消光与一般消光 |
| 2.1.3 洛伦兹模型 |
| 2.1.4 星际消光与R_v |
| 2.1.5 星际消光与尘埃成分 |
| 2.1.6 2175 A消光驼峰 |
| 2.1.7 星际消光与尘埃尺寸 |
| 2.2 星际偏振 |
| 2.2.1 非球状粒子的光学性质 |
| 2.2.2 偏振观测 |
| 2.2.3 偏振与尘粒排列 |
| 2.2.4 星际偏振与尘埃尺寸 |
| 2.3 星际弥散带与碳尘埃 |
| 2.3.1 星际弥散带 |
| 2.3.2 星际消光与星际弥散带的相关性分析 |
| 2.3.3 远紫外消光与星际弥散带的相关性分析 |
| 2.4 3.4μm红外吸收与星际碳尘埃 |
| 2.5 星际红外辐射与碳尘埃 |
| 2.5.1 大尺寸颗粒的平衡温度 |
| 2.5.2 星际尘埃的随机加热和温度涨落 |
| 2.5.3 星际红外辐射的载体 |
| 2.5.4 UIR辐射谱带与PAHs |
| 2.5.5 中红外辐射与星际纳米金刚石 |
| 2.5.6 21μm和30μm尘埃特征的载体 |
| 2.5.7 红外辐射的理论分析及与尘埃的关系(红外辐射的微观图像) |
| 2.6 小结 |
| 第3章 尘埃模型 |
| 3.1 核-幔模型 |
| 3.2 多孔尘埃模型 |
| 3.3 硅酸盐-石墨-PAHs模型 |
| 3.3.1 尘粒组成 |
| 3.3.2 硅酸盐尘粒的光学特性 |
| 3.3.3 碳质尘粒的光学特性 |
| 3.3.4 星际辐射场 |
| 3.3.5 大尺寸粒子的平衡温度与极小尺寸尘粒的随机加热 |
| 3.3.6 尘粒的尺寸分布 |
| 3.3.7 PAH的电离 |
| 3.3.8 模拟红外光谱 |
| 3.3.9 模型和观测的辐射谱 |
| 3.3.10 纳米硅酸盐粒子与PAH粒子 |
| 3.4 尘埃模型检验 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 星际空间中的石墨烯 |
| 4.1 星际空间中的石墨烯与富勒烯 |
| 4.2 富勒烯和石墨烯的形成 |
| 4.2.1 氢化无定形碳的光化学过程 |
| 4.2.2 PAH分子的光化学过程 |
| 4.3 星际石墨烯的丰度 |
| 4.3.1 星际石墨烯的介电函数 |
| 4.3.2 石墨烯的吸收截面 |
| 4.3.3 星际石墨烯的消光曲线 |
| 4.3.4 星际石墨烯的红外辐射及丰度 |
| 4.4 讨论与小结 |
| 第5章 SgrB2中可能的石墨烯红外辐射 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 数据获取 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 SgrB2中可能探测到的C_(24)红外光谱 |
| 5.3.2 C_(24)辐射与恒星形成活动的关系 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 星际空间中的碳纳米管 |
| 6.1 碳纳米管与其他星际碳物质的相关性 |
| 6.2 碳纳米管的光谱特性 |
| 6.2.1 碳纳米管的吸收截面 |
| 6.2.2 碳纳米管的红外辐射特征 |
| 6.3 星际空间中的碳纳米管 |
| 6.4 讨论与小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（10）高中生化学空间能力测评研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 绪论 |
| 第一节 研究的背景和意义 |
| 一、研究背景 |
| 二、研究意义 |
| 第二节 核心概念的界定 |
| 一、“空间能力”及其相关概念辨析 |
| 二、STEM领域中的空间能力 |
| 三、化学空间能力的界定 |
| 第三节 国内外研究现状 |
| 一、心理学对空间能力的研究 |
| 二、化学学习中的空间能力研究 |
| 第四节 研究方案 |
| 一、研究思路 |
| 二、研究方法 |
| 第一章 化学空间能力的理论基础 |
| 第一节 化学空间问题的科学哲学基础 |
| 一、化学空间概念及其演变过程 |
| 二、原子论分子学说的演变过程 |
| 三、化学键理论的发展:从路易斯到鲍林 |
| 第二节 科学教育中的视觉化 |
| 一、视觉化的概念 |
| 二、视觉化的作用 |
| 三、学生的“元视觉化能力” |
| 第三节 化学教育中的三重表征 |
| 一、化学表征 |
| 二、三重表征理论视角下的化学教学 |
| 第二章 高中生化学空间能力评价标准的建构 |
| 第一节 高中化学课程标准的要求 |
| 第二节 评价标准的初步建构 |
| 一、评价标准的理论基础 |
| 二、评价标准的具体内容 |
| 第三节 高中生化学空间能力评价标准的德尔菲法研究 |
| 一、德尔菲法 |
| 二、研究过程 |
| 三、研究结果 |
| 第四节 评价标准与学科核心素养的关系 |
| 第三章 高中生化学空间能力测评工具的开发 |
| 第一节 测评工具开发的教育测量理论基础 |
| 第二节 测评工具的开发路线 |
| 第三节 测评工具的项目设计 |
| 一、测评工具的编制 |
| 二、测评工具的质量检验及改进 |
| 第四章 大样本测评实施过程及结果分析 |
| 第一节 高中生化学空间能力测评的实施 |
| 一、研究目的 |
| 二、研究方法 |
| 三、数据分析 |
| 第二节 高中生化学空间能力测评的研究结果 |
| 一、测评数据的总体统计 |
| 二、测评数据的微观分析 |
| 三、不同性别的学生在化学空间能力上的差异 |
| 四、不同年龄的学生在化学空间能力上的差异 |
| 五、不同层次学校的学生在化学空间能力上的差异 |
| 六、不同学业水平的学生在化学空间能力上的差异 |
| 第五章 研究总结 |
| 第一节 研究结论 |
| 一、理论创新 |
| 二、实证贡献 |
| 三、实践策略 |
| 第二节 研究反思 |
| 一、研究对象需要扩大 |
| 二、研究方法需要丰富 |
| 三、研究水平需要提高 |
| 附录 |
| 附录一 “高中生化学空间能力的评价标准”的专家咨询问卷 |
| 附录二 高中生化学空间能力测评试卷(初选) |
| 附录三 高中生化学空间能力测评试卷(第一轮) |
| 附录四 高中生化学空间能力测评试卷(第二轮) |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
| 致谢 |
四、宇宙中可能含有金刚石（论文参考文献）
- [1]扫描金刚石氮-空位色心显微镜的研制及其应用[D]. 郭茂森. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]高温高压下含能材料RDX的拉曼光谱研究[D]. 王丽君. 吉林大学, 2021(01)
- [3]极端条件下含能材料的物性研究 ——LLM-105、H_2及C-S-H富氢体系[D]. 徐子龙. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]高温高压下叠氮化铵的相变、合成及热分解研究[D]. 张国召. 吉林大学, 2020(03)
- [5]含铜矿物（CuFeO2、CuFeS2、CuS2、CuS）高温高压结构和稳定性研究[D]. 姜峰. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2020(07)
- [6]高温高压下新奇FeO2-H-He化合物的第一性原理研究[D]. 张车荣. 吉林大学, 2020(08)
- [7]第一性原理计算矿物间K，Ca以及N同位素平衡分馏[D]. 李永辉. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]高温高压下Fe/Fe-9 wt% O状态方程和声速研究[D]. 杨刚. 武汉理工大学, 2019(01)
- [9]星际空间中的碳尘埃[D]. 陈秀慧. 湘潭大学, 2019(12)
- [10]高中生化学空间能力测评研究[D]. 魏钊. 华中师范大学, 2019(01)