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二级六-八模大腔体静高压装置的研制与应用
结题报告
批准号:
11027405
项目类别:
专项基金项目
资助金额:
180.0 万元
负责人:
贺端威
依托单位:
学科分类:
A2003.凝聚态物质输运性质
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
寇自力、彭放、王文丹、许超、陈莹、王海阔
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中文摘要
本项目将设计、集成基于六面顶压腔的二级六-八模大腔体静高压装置。该装置以国产铰链式六面顶压机为主体构架,通过内置不同超硬材料(如多晶金刚石烧结体)及几何尺寸的二级八面体增压单元,使其可产生50 GPa (万大气压)、 2000 K以上的高温高压条件,并可获得毫米量级的样品。整个系统集成所需的关键技术、主要部件及材料均基于国内相关厂家及本项目申请依托单位的自行研发与制造,整体性价比将明显优于国外的同类设备。所研制装置与国外同类设备相比具有结构简单、操作方便、稳定可靠、运行成本低等优点,将成为具有明显优势的大腔体静高压系统。本项目所设计制造的二级大腔体静高压装置具有自主知识产权,可广泛应用于材料的高温高压合成、凝聚态物质在高温高压极端条件下的行为与物性研究,并将推动我国的大腔体静高压技术迈入世界前列,在高压物理、地学研究等领域有相当的国内外潜在用户。
英文摘要
本项目设计、集成了基于六面顶压腔的二级六-八模大腔体静高压装置。该装置以国产铰链式六面顶压机为主体构架,通过内置不同材料(碳化钨硬质合金、多晶金刚石-碳化钨硬质合金复合烧结体)及不同几何尺寸的二级八面体增压单元,使其可产生50 GPa (万大气压)、 2500 K以上的高温高压条件,并可获得尺寸大于1 mm3的样品。针对碳化钨硬质合金的二级八面体增压单元,本项目设计并实验了14/8(八面体传压介质边长/末级立方体截角边长,单位:mm。 下同)、12/6、10/4等三种组装,样品尺寸(直径)-压力-温度条件分别可达3.5mm-17GPa-2500K、3.2mm-19GPa-2600K、及3mm-21GPa-2700K,上述组装均可稳定运行并已投入使用一年以上,先后合成了立方相氮化硅、超硬B-C-N以及纳米聚晶金刚石等块体样品材料。自行设计并制备了可产生高于50 GPa压力的多晶金刚石-硬质合金复合二级八面体增压单元,并采用此种复合二级八面体增压单元,将基于国产六面顶压机构建的二级加压系统的压力标定至了35 GPa,进一步拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围,同时发展了8/3及5.5/1.5两种组装。与此同时,我们通过技术改造与优化,将原有国产六面顶一级压力极限从约6GPa提高至了10GPa.整个系统集成所需的关键技术、主要部件及材料均基于国内相关厂家及本项目依托单位的自行研发与制造,整体性价比明显优于国外的同类设备,并将二级增压单元技术发展成为了一种与国产六面顶一级压腔相兼容的通用嵌入式系统,方便国内六面顶大腔体静高压装置的升级。所研制装置与国外同类设备相比具有结构简单、操作方便、稳定可靠、运行成本低等优点,已成为具有明显优势的大腔体静高压系统。本项目所设计制造的二级大腔体静高压装置具有自主知识产权,可广泛应用于材料的高温高压合成、凝聚态物质在高温高压极端条件下的行为与物性研究,并将推动我国的大腔体静高压技术迈入世界前列,在高压物理、地学研究等领域有相当的国内外潜在用户。项目实施期间发表了相关论文15篇,申请及获准专利5项。部分成果已推广应用到包括北京大学、中科院物理所、中物院、美国卡耐基地球物理研究所、南非E6公司、台湾钻石工业股份有限公司等国内外近十家单位。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:管俊伟;贺端威;王海阔;许超;王文丹;王凯雪;贺凯;彭放*
通讯作者:彭放*
Nanostructured diamond-TiC composites with high fracture toughness
具有高断裂韧性的纳米结构金刚石-TiC复合材料
DOI:10.1063/1.4789004
发表时间:2013-01
期刊:Jounal of Applied Physics
影响因子:--
作者:Haikuo Wang;Duanwei He;Chao Xu et al
通讯作者:Chao Xu et al
DOI:10.1080/08957959.2011.614238
发表时间:2011-12
期刊:High Pressure Research
影响因子:2
作者:Haikuo Wang;D. He;Xiaozhi Yan;Chao Xu;Junwei Guan;N. Tan;Wendan Wang
通讯作者:Haikuo Wang;D. He;Xiaozhi Yan;Chao Xu;Junwei Guan;N. Tan;Wendan Wang
DOI:--
发表时间:2013
期刊:物理学报
影响因子:--
作者:王海阔;贺端威;许超 等
通讯作者:许超 等
DOI:10.1103/physrevb.86.064111
发表时间:2012-08
期刊:Physical Review B
影响因子:3.7
作者:Shanmin Wang;Xiaohui Yu;Jianzhong Zhang;Miao Chen;Jinlong Zhu;Liping Wang;D. He;Zhijun Lin;Ruifeng Zhang;K. Leinenweber;Yusheng Zhao
通讯作者:Shanmin Wang;Xiaohui Yu;Jianzhong Zhang;Miao Chen;Jinlong Zhu;Liping Wang;D. He;Zhijun Lin;Ruifeng Zhang;K. Leinenweber;Yusheng Zhao
金刚石-立方氮化硼超硬固溶体的结构与性能调控
  • 批准号:
    51472171
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    贺端威
  • 依托单位:
用于原位中子衍射的大腔体静高压技术研究
  • 批准号:
    10976018
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    贺端威
  • 依托单位:
超高非静水压下材料弹性模量及强度的测定
  • 批准号:
    10772126
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    贺端威
  • 依托单位:
纳米结构硼六氧(B6O)超硬复合材料的高温高压烧结、表征与应用
  • 批准号:
    50572067
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    贺端威
  • 依托单位:
国内基金
海外基金