封面文章 | 高压诱导 YbMnBi ₂ 磁性转变的电输运研究

封面文章 | 高压诱导 YbMnBi ₂ 磁性转变的电输运研究

摘要: 在高压条件下对拓扑半金属 YbMnBi₂ 开展了系统的电输运和拉曼光谱测量。电输运结果表明, 其电阻-温度关系随压力升高发生显著变化, 并在 16.8 GPa 以上出现负磁阻, 至 30.1 GPa 时观测到具有清晰磁滞回线的反常霍尔效应。结合电输运异常与相同压力区间内拉曼光谱的连续变化, 结果表明, 高压诱导形成了具有净磁矩的磁有序态。通过系统分析电阻-温度曲线形状、磁阻符号及霍尔行为随压力的演变规律, 揭示了压力对 YbMnBi₂ 中磁有序行为与拓扑电子态协同调控的作用机制, 为该体系在自旋相关电子学领域中的潜在应用提供了新的实验依据。

高压物性与结构 | 高压下金属卤化物钙钛矿CsMnCl₃的结构和光学性质

高压物性与结构 | 高压下金属卤化物钙钛矿CsMnCl₃的结构和光学性质

摘要: 金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电转换效率与低成本制备优势而备受瞩目。锰（Mn）基金属卤化物钙钛矿 CsMnCl₃ 在自旋电子学、磁效应等方面具有较高的应用价值，受到广泛关注，深入理解其结构-性能关系，尤其是在极端条件下的演化行为，对于开发稳定高效的新型钙钛矿材料及拓展其应用场景至关重要。为此，采用金刚石压砧技术，结合高压原位光致发光光谱、吸收光谱、拉曼光谱、X射线衍射以及第一性原理计算，对锰基金属卤化物钙钛矿 CsMnCl₃ 的结构和光学性质进行了系统研究。结果表明，常压下 CsMnCl₃ 晶体为 空间群，在约 0.9 GPa 时发生结构相变， CsMnCl₃ 的光致发光强度显著增强约 8.4 倍。在 0～32.2 GPa 的压力范围内，光学带隙随压力升高逐渐减小约 28%。研究结果为优化锰基钙钛矿材料的高压稳定性、拓展其在极端条件下的功能应用提供了理论支撑与实验依据，同时丰富了对高压下金属卤化物钙钛矿的基础认知。

高压技术与新材料合成3 | 立方萤石结构 CeO₂Cl_0.07 的高压复分解反应合成与物性表征

高压技术与新材料合成3 | 立方萤石结构 CeO₂Cl_0.07 的高压复分解反应合成与物性表征

摘要:Ce 的 4f 电子长久以来就因其独特的离域机制,以及对原子结构、相变行为、磁性结构的影响而受到广泛的关注。通过改变前驱体( CeCl₃、MgO 粉末)化学配比,在大腔体压机提供的高温高压(1873 K、5 GPa)环境下,通过调控高压固相复分解反应(high-pressure solid-state metathesis, HSM),合成了立方萤石结构的 CeO₂Cl_0.07。利用金刚石对顶砧(diamond anvil cell, DAC),结合高压原位同步辐射 X 射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪、高压拉曼光谱等表征手段,获得了样品的压力-比容曲线,并与 CeO₂ 进行比较,发现 CeO₂Cl_0.07 更易被压缩,获得了高压拉曼声子谱( F_2g),结果显示,非静水压下在 0~2 GPa 区间以及 15 GPa 附近 CeO₂Cl_0.07 的拉曼峰随压力的变化存在异常。分析认为,Cl 元素的掺入带来氧空位,使得 Ce³⁺ 浓度升高,进而引起 4f 电子离域。研究结果揭示了 CeO₂Cl_0.07 在高压条件下的行为,提供了一种新型铈基化合物的高压合成途径。

高压技术与新材料合成3 | 基于 HSWAP 引擎的 XFEL 实验模拟平台初探

高压技术与新材料合成3 | 基于 HSWAP 引擎的 XFEL 实验模拟平台初探

高压技术与新材料合成3 | 微通道板对硬 X 射线探测效率的模拟研究

高压技术与新材料合成3 | 微通道板对硬 X 射线探测效率的模拟研究

摘要:为提升硬X射线的探测效率,优化了微通道板对硬X射线响应效率的影响模型,在模型中充分考虑了微通道板多种材料参数、结构参数以及微通道板基底材料原子壳层间相互串扰等因素的影响。在此模型的基础上,分析了微通道板的基底材质、通道直径、通道间壁厚、通道板厚度等参数对其探测效率的影响。基于现有技术条件,给出了微通道板各参数的最优组合及相应的探测效率,结果表明,其对50~200 keV能段硬X射线的探测效率可以达到45%以上。

高压下物质的动态响应 | 高应变率作用下 Nb₃Sn 复合超导体临界性能退化响应机理分析

高压下物质的动态响应 | 高应变率作用下 Nb₃Sn 复合超导体临界性能退化响应机理分析

DOI： 10.11858/gywlxb.20251200 摘要： Nb3Sn 超导材料因其优异的超导性能， 被广泛应用于粒子加速器的超导谐振腔、核聚变以及高能物理领域的超导磁体装置中。在失超和快速励磁等极端工况下， 超导材料常承受高应变率的动态载荷， 进而引发复杂的电磁-热-力多场耦合效应， 最终导致其超导临界性能发生不可逆退化。为此， 基于分子动力学模拟结果， 以连续介质力学和超导物理理论为

高压科学应用 | 鱼雷制导头段对聚能战斗部毁伤威力的影响

高压科学应用 | 鱼雷制导头段对聚能战斗部毁伤威力的影响

摘要:为了研究鱼雷制导头段结构对水下聚能战斗部毁伤威力的影响,采用 AUTODYN 有限元分析软件,对不同模拟头段结构条件下聚能侵彻体的毁伤性能进行了数值仿真,分析了不同模拟头段结构下冲击波绕射、靶后载荷传播和毁伤靶板的全过程。研究表明:侵彻体头部速度和后效靶扩孔半径随模拟头段总长度和模拟头段层数的增加而整体呈上升趋势;在一定范围内,增加模拟头段层数可以有效地优化爆炸成型弹丸（explosively formed projectile, EFP）的成型形态,从而提升其后续侵彻能力;在不同模拟头段总长度条件下,存在一个最佳总长度,使侵彻体保持较高头部速度的同时不发生颈缩断裂。

高压科学应用 | 金属射流冲击传爆用聚能罩结构和稳定传爆距离仿真计算研究

高压科学应用 | 金属射流冲击传爆用聚能罩结构和稳定传爆距离仿真计算研究

DOI： 10.11858/gywlxb.20251230 摘要： 切顶卸压沿空留巷技术在煤矿开采中广泛应用， 其预裂爆破采用分段空气间隔装药结构， 每段药柱需配备单独雷管起爆， 存在单孔雷管用量大、成本高、操作复杂及安全风险突出等问题。为解决此瓶颈， 提出将金属聚能射流冲击传爆技术应用于复合顶板预裂爆破。通过 LS-DYNA 系统开展了药型罩结构优化、金属射流冲击传爆影响因素分析以及稳定传爆距

高压科学应用 | 高压下三元预混燃料层流燃烧和爆炸特性

高压科学应用 | 高压下三元预混燃料层流燃烧和爆炸特性

摘要: 针对高压下乙醇-氢气-甲烷三元预混燃料的层流燃烧和爆炸特性进行了系统性研究。采用定容燃烧系统，在初始温度为 400 K、压力为 0.1～0.4 MPa、当量比为 0.7～1.4，乙醇体积分数分别为 20%、50% 和 80% 的工况下开展一系列实验。结果表明：当量比为 1.1 时，燃烧不稳定性最强，且不稳定性随着乙醇体积分数和压力的增大而增强，层流燃烧速度随着压力和乙醇体积分数的增大而降低，与机理模拟结果的相对偏差小于 7%。在爆炸特性方面，最大爆炸压力与初始压力呈线性关系，其斜率随着乙醇体积分数的增大而增大；最大升压速率在当量比为 1.1 时达到峰值，最大可达 188 MPa/s，对应的爆燃指数为 23.66 MPa·m/s，处于相对安全水平。此外，还讨论了不同乙醇体积分数下的最优燃烧区间：乙醇体积分数为 20% 时，当量比为 1.2～1.3、压力为 0.1～0.3 MPa；乙醇体积分数为 50% 时，当量比为 1.1～1.2、压力约为 0.3 MPa；乙醇体积分数为 80% 时，当量比为 1.0～1.1、压力约为 0.1 MPa。动力学分析进一步表明：R1 为主导链分支反应，是提升燃烧速率的关键步骤。机理模拟可准确捕捉自由基的演化趋势，验证了反应动力学模型的合理性。研究结果揭示了乙醇体积分数与压力共同作用下三元燃料燃烧和爆炸规律，可为高效清洁燃料设计与燃烧室优化提供参考。

高压科学应用 | 贫燃状态下固体惰化剂对镁粉爆炸的惰化效果

高压科学应用 | 贫燃状态下固体惰化剂对镁粉爆炸的惰化效果

DOI： 10.11858/gywlxb.20251210 摘要：为了更好地防控镁粉在贫燃条件下的爆炸风险，利用爆炸抑爆综合实验装置，对镁粉在不同粒径和浓度条件下的爆炸特性进行了研究，分析了固体惰化剂 、 、 对镁粉的惰化效果，揭示了贫燃条件下固体惰化剂对镁粉的惰化机理。结果表明：镁粉粒径在 17～74μm 范围内时，镁粉的最大爆炸压力随粒径的增大而减小;而增大镁粉浓度会导致最大爆炸压力呈

高压科学应用 | 基于离散元的岩体节理对掏槽爆破 影响及参数优化

高压科学应用 | 基于离散元的岩体节理对掏槽爆破 影响及参数优化

摘要:巷道掘进中钻爆法的掏槽爆破效果直接影响爆破循环效率,而现有研究大多忽略了岩体内部节理等细观缺陷的影响。基于PFC（particle flow code）2D离散元方法,通过引入离散裂隙网络（discrete fracture network, DFN）构建了含不同密度节理的岩体模型,采用粒子膨胀法模拟掏槽爆破过程,系统分析DFN对裂纹扩展、能量耗散及爆后块度的影响。在此基础上,优化炮孔布置方案,将原6孔布置简化为4孔菱形布置,并采用15 ms微差起爆,提高了炸药的能量利用率,爆后效果与原方案相近。现场试验表明,优化方案有效节省了实际生产成本,减少了钻孔工作量。研究结果强调了考虑岩体节理缺陷对爆破参数优化的重要性,为岩巷高效掘进提供了理论依据和参考实践。