铁高压熔化线的测量——熔化机理的影响

铁的高压熔化线是高压物理和地球物理研究领域的一个重要课题。就目前的研究成果来看 ,存在一个公认的问题 :静高压实验测得的熔化温度系统地低于来自动态加载实验的熔化数据———在核 幔边界压力下 (330GPa) ,动压数据比静压数据高了近一倍 (30 0 0K)。从熔化相变的物理理论出发 ,对目前铁高压熔化线实验研究中的实验手段进行评述 ,并应用有关熔化相变理论的研究成果 ,对这一重要而未澄清的事实进行初步的探讨。结果表明 :在目前铁高压熔化线的实验研究中 ,计及预熔化和冲击过热在静压和动压实验中对铁熔化温度的影响 ,可以得到相对自洽的实验结果。这一结果表明 ,地球核 幔边界压力下铁的熔化温度为 385 0K ,外推可以得到铁在内核 外核边界压力下的熔化温度为 60 0 0K ,核心压力下的熔化温度为 630 0K。这一结果还表明 ,地球液态外核的温度在 35 0 0～ 5 10 0K之间 ,与Anderson(1998)等推荐的数据一致。

应变效应对金属Cu表面熔化影响的分子动力学模拟

采用Mishin镶嵌原子势,通过分子动力学方法模拟了金属Cu的(110)表面在不同应变下的熔化行为,分析了表面熔化过程中系统结构组态和能量的变化以及固液界面迁移情况.金属Cu的(110)表面在低于热力学熔点的温度下发生预熔化,准液体层的厚度随温度升高而增加.当温度高于热力学熔点时,固液界面的移动速度与温度成正比,外推得到热力学熔点为1380K,与实验结果1358K吻合良好.应变效应(包括拉伸和压缩)导致热力学熔点降低,并促进表面预熔化进程.在相同温度条件下,准液体层的厚度随应变绝对值的增加而增大.应变效应导致的固相自由能增加是金属Cu(110)表面热稳定性下降的主要因素,且表面应力和应变方向的异同也会影响表面预熔化的进程.