导读:本文包含了金刚石对顶砧论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:金刚石对顶砧,压电驱动,低温实验
金刚石对顶砧论文文献综述
丁琨,窦秀明,孙宝权[1]（2019）在《压电驱动金刚石对顶砧加压装置的研制和应用》一文中研究指出金刚石对顶砧加压装置广泛用于物理、化学、材料等许多科学领域。自Bridgman发明金属对顶砧及随后发展金刚石对顶砧以来,对顶砧装置设计和加压技术得到不断发展。文章介绍采用压电驱动金刚石对顶砧来产生高压,实现低温20 K下原位连续加压,连续加压范围约2—4 GPa。该加压装置具有体积小、操作方便,可装在小型低温恒温器中使用等优点。(本文来源于《物理》期刊2019年07期）
岳冬辉[2]（2019）在《基于金刚石对顶砧高温高压热导率研究》一文中研究指出目前在金刚石对顶砧(DAC)的极端温压环境下,人们已经实现物质动力学、光学、电学、磁学等性质的原位测量,获得了有关原子排列结构、晶格振动模式、电子能级结构等物理学参量,为地球科学、材料科学、物理学等诸多领域提供重要数据和科学规律。然而,基于DAC的高温高压原位热输运性质测量技术尚有许多难题需要攻克。可以试想,若能在DAC内实现力、热、光、电等全部物理量的原位探测,势必为实验科学研究提供更宽广的视域,将有更多奇异的现象被揭示,推动高温高压科学的发展。本文基于DAC装置提出一套稳恒温场下原位热导率测量方案。在极端温压环境下对指定实验点进行温度读取,以实验测量得到的温度数据作为约束条件,利用有限元分析计算DAC核心区域温场分布,给出与实验测量点相同位置的温度计算数据,通过与实际测量温度数据的对比,确定样品热导率。这个方案可以有效避免热流标定所导致的技术障碍,采用实验温度测量与有限元分析计算相结合的思路,最终实现样品热导率的测量,为稳恒热流条件下DAC装置内的热导率测量提供可能。针对新方法的实施,本文采用的新型高温高压DAC压机装置为四柱导向式设计,显着提高实验操作便捷性;压砧底座采用托块搭配球床的构造,便于两颗压砧调平对中,解决了隔热垫片所导致的实验障碍;摇床底座的引入,为隔热云母片的布置提供了可能;托块底部采用凹槽式设计,用于放置加热陶瓷模具,增大电热丝与托块的接触面积,将电热丝的热量更有效地利用,抑制了电热丝的热辐射产生的热量耗散。外置水冷的设计避免了高温导致的压力丢失以及机体温升受损,最终将这个实验装置放置在配套设计的真空系统,隔绝空气导热和热对流对实验造成的影响。新型热导率测量方法实际是依据金刚石压砧温度分布情况求得样品热导率,测量精度对实验各部件尺寸及热力学参数具有一定的依赖性,因此合理的实验构型及部件材质选取对于本文实验方案的精准落实至关重要。本文采用有限元仿真模拟,针对样品、垫片、压砧的不同几何构型及热力学参量进行了系统性的分析对比,获得最合理的实验参数,对实验操作流程进行优化,并设计加工了一批纵横比较大的金刚石压砧以确保样品热导率精确测量。实验方案所涉及的温场模型由压砧、垫片、样品共同构建,因此已知压砧和垫片热导率是本方案的前提条件。金刚石压砧类型和杂质含量不同,热导率存在显着差异,压砧热导率的差异进而影响样品热导率测量的准确性,因此需要在DAC装置中对压砧的热导率进行原位标定。本文利用温场计算的方法,针对实验使用的压砧及垫片进行了不同温压环境热导率测量,为样品热导率测量奠定了基础。此外,开创性的实验设计需对其可行性进行验证,尽管上文对压砧热导率的标定已经与前人文献报道实现了较好的吻合,证实实验方案可行,但为了确保实验更具说服力,本文又针对部分典型材料进行了极端温压热导率的测量,通过与文献数据分析对比,进一步确定所设计的高温高压热导率测量方法高效、准确、易实施。综上所述,本文将实验温度测量与温场分析相结合,以实验测温作为边界条件进行温场分布计算,进而获得热导率数值;自主研发设计了一套高温高压输运性质测量的系统装置,优化加热系统制备工艺,简化实验操作流程;利用温场计算对影响温场和热导率测量的因素进行了系统性的研究,优化DAC内热导率测量的研究方案;对实验使用的压砧和金属垫片进行了准确的热导率标定,并验证实验方案的可行性。除却上述主线工作,在实验仿真模拟中,本文发现传统DAC接触式测温实验误差显着,对此结合有限元分析构建一套样品温度修正方案,并验证了可行性;此外,压砧高压热导率标定证实压力可以提高金刚石热导率。本论文工作在DAC原位热导率取得的结果对于稳恒热流条件下凝聚态物质的热导率测量提供了一个新途径,在导师和课题组原有基础上实现了开创,弥补国内外高温高压热输运性质测量的诸多空白。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
赵琳[3]（2019）在《金刚石对顶砧内NV~-色心探测迈斯纳效应中的磁场有限元分析》一文中研究指出压力能够有效压缩物质内原子间距,改变物质晶格和能带结构,继而在物质中产生新奇的性质和效应。金刚石对顶砧装置(DAC)是产生静高压的重要装置,基于DAC高压原位探测技术,物质中诸多在常压下不能表现出的奇异现象被发掘出来。其中压力诱导高温超导现象的研究一直是物理学的前沿课题,有关金属氢常温超导现象的研究更被誉为高压物理的“圣杯”。压致超导现象的研究需要在DAC上建立高压原位超导探测方法,然而传统的电阻测量和抗磁性测量方法并不能满足压致超导现象的精确检测。这是因为在超高压环境下金属电极极有可能会与样品发生反应,而使研究对象的属性发生根本改变。同时,高压下极小的样品尺寸也会使抗磁性检测的灵敏度极具下降,为超导现象的甄别带来不可避免的困难。因此,在DAC内发展全新的高灵敏超导测量技术对于高压超导现象的研究至关重要。金刚石氮空位(NV~-)色心因其在微小磁场变化探测方面具有高灵敏度和高空间分辨率,所以使超高压环境下极微小超导样品的迈斯纳效应研究成为可能。本论文从NV~-色心的迈斯纳效应测量方法出发,利用有限元分析手段,在DAC内模拟了不同样品发生超导相变时,样品周围磁场分布的变化情况,得到如下结论:1、基于NV~-色心测量磁场的优越性和可行性,并与有限元分析相结合,建立行之有效的DAC内基于NV~-色心原位迈斯纳效应测量的实验方法和实验模型:将微波引入到DAC的样品腔内以激发NV~-色心的电子自旋共振,并在压砧周围放置励磁线圈以产生静磁场。在DAC内样品附近放置金刚石NV~-色心,然后通过监视NV~-色心的电子自旋共振峰检测迈斯纳效应,继而判断超导态的发生。2、对于磁性样品和非磁性样品,在变为超导态后DAC内磁感应强度变化较大的位置仅在距中心轴100μm内的样品区域,而样品区域外各点的磁感应强度几乎不变。3、磁性样品超导转变后磁感应强度变化最大的位置发生在样品侧壁中心;非磁性样品则发生在临近线圈端的样品侧壁边缘。即可总结为样品发生超导后,DAC内磁感应强度变化最明显的位置主要在样品侧壁。4、研究了励磁线圈位置对压腔内样品磁场分布的影响,发现线圈越靠近样品,超导转变时样品处的磁场变化量越大。5、根据有限元磁场分析结果,我们得知超导转变后磁场变化最大的位置,从而帮助我们确定布置NV~-色心的最佳位置,即实验中需要将NV~-色心布置在样品侧壁,从而检测到最强的磁场变化信号。此外,通过有限元法研究励磁线圈位置对DAC内样品磁场分布的影响,得到放置线圈的理想位置应紧贴垫片且尽可能的靠近样品。本文的有限元模拟为DAC内NV~-色心迈斯纳效应测量提供了最佳实验方案,对NV~-色心和励磁线圈具体的集成和布置具有指导意义,为实现DAC高压下高精度和高空间分辨的物质超导态测量提供可能,也为高压超导研究提供了新的方法和依据,对未来高压超导现象研究乃至整个高压物理学的其他研究产生重要的推动作用。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
卢少武,彭文[4]（2017）在《宝石级金刚石合成用顶砧相控阵超声检测方法》一文中研究指出在多面体硬质合金顶砧超声检测过程中,其形状不规则,多个平面、多个角、多条棱严重影响声波在其内部传播,使声波的反射没有规律,难分辨缺陷波形,达不到控制其内部质量的目的。为此分别采用相控阵纵波法在其顶部检测,相控阵横波在其上侧面检测。针对顶砧的形状特点,确定纵、横波的扫描角,并分别设计纵波、横波检测的灵敏度试块,利用灵敏度试块进行试验。结果表明:相控阵超声检测法能检测顶砧内部缺陷,纵波能检测Ф0.1 mm当量以上的缺陷,横波能检测Ф0.5 mm当量以上的缺陷,不漏检。通过统计分析被检顶砧使用寿命,找出影响其使用寿命的主要因素,从而在实际生产过程中,指导和改进在线的产品质量控制。(本文来源于《硬质合金》期刊2017年01期）
褚昆昆,杨坤,朱祥,李海宁,苏磊[5]（2016）在《基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量》一文中研究指出研制了一种基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量装置。该装置由金刚石对顶砧、显微镜和CCD探测器构成,利用红宝石荧光标定压力,通过落球法可简单方便地实现不同压力下液体黏度的测量。利用该装置,测量了高压下丙叁醇的黏度,测量结果与已发表的实验数据吻合得很好,验证了测量装置的可靠性。(本文来源于《高压物理学报》期刊2016年05期）
孙钏博[6]（2016）在《基于金刚石对顶砧的磁性测量系统的研究》一文中研究指出随着现代科学技术的飞速发展,研究者们已经不满足于现有物质的研究,开始着手于极端条件下对于物质的探索,想要发现物质新的性质和结构变化。而压力就是一种研究物质的重要手段之一,当有高温高压产生时物质的结构和性质可能会发生变化,对于这种极端条件下的研究极大的推动了其他领域的发展,如地质学、材料学。由于静态高压技术在稳定性,可控性等方面的优点,对于高压下物质的研究提供了很大的帮助,而静态高压技术中金刚石对顶砧装置的出现极大的推动了高压科学的发展。由于金刚石在光学,热学,电学等方面所具有的性质,可以使得金刚石对顶砧可以更好的与其他相关设备进行连接来进行实验,从而使得在观察实验情况和数据变化方面更加方便。磁性是自然界中所有物质都具备的一个属性,只是磁性的程度会有所不同,所以对于磁性的研究一直是一个比较前沿的课题。而铁磁性是非常典型的一种磁性,而且铁在压力下会产生相变,这种相变的产生可能会使物质发生性质上的变化,对于研究地壳中的一些物质的磁性有很大的帮助,因此对于铁磁性物质的研究一直很受重视。目前在高压下物质的磁性测量已经有了一定的发展,研究者们发明了金刚石对顶砧技术对铁磁性材料进行加压,在固定的压力下随温度的变化展开的研究。而实验中我们试图在恒温状态下对于铁磁性物质的压力和磁信号的关系进行一个测量。还有对于物质的磁性测量涉及了磁学、系统中由于噪声问题采用的锁相放大技术、数据采集的VB和单片机技术等领域。高压下物质的磁性测量系统主要是金刚石对顶砧技术对样品进行加压,原理主要是基于电磁感应定律,使样品在其产生的磁场中,通过设计出的探头部分的叁线圈(即感应线圈、补偿线圈、激励线圈)的测量方案,在经过锁相放大技术的处理连接计算机计算出样品的磁化曲线,磁导率等数据,通过观察曲线的变化研究铁磁性物质在高压下的变化。本论文中对于原机型电压源做了改进,提升了系统的可靠性,同时也简单的介绍了铁在高温高压的相变和相图,通过搭建的高压下物质的磁性测量系统测出了不同压力下的磁信号。但是由于本论文只是验证了系统的可行性,而在系统的灵敏度和可靠性方面都需要进一步优化,提升系统的抗干扰能力,减少人工操作等都是以后工作需要解决的问题。(本文来源于《吉林大学》期刊2016-06-01）
丁琨,武雪飞,窦秀明,孙宝权[7]（2016）在《电驱动金刚石对顶砧低温连续加压装置》一文中研究指出采用电驱动压电陶瓷取代传统机械螺丝给金刚石对顶砧施加压力,设计制备了低温下可连续增加流体静压的金刚石对顶砧压力装置,实现了低温(19±1)K连续加压达到4.41 GPa.该装置具有电驱动方便灵活、调谐精度高的低温连续加压功能.利用该装置实现了InAs单量子点发光与微腔腔模的共振耦合调谐过程.该装置将在原位压力精确调谐及测量样品信号跟踪等实验得到应用.(本文来源于《物理学报》期刊2016年03期）
贾攀,刘乾坤,何文江,戚燕杰,周亮良[8]（2015）在《合成金刚石用硬质合金顶锤的冷却方式对顶锤使用寿命及合成质量的影响》一文中研究指出为延长合成金刚石用硬质合金顶锤使用寿命,改善金刚石合成质量,研究了硬质合金顶锤的冷却方式并加以优化。将冷却水通过加热顶锤,使之保持在一个相对较低的温度,以减少顶锤消耗;但冷却加热顶锤的同时,这一措施也导致腔体内部温度场不均匀,连聚晶的比例增加了8%。经研究分析,将6个硬质合金顶锤同时冷却,独立调节冷却水流量,使各个顶锤按照预期的效果进行冷却,并均衡腔体内部温度场,以提高金刚石合成质量。结果表明:采用6个顶锤同时、独立冷却的方法,不仅使顶锤消耗减少61%,同时提高了合成金刚石的质量,使连聚晶比例降低了15%,粒度集中度提高了8%。(本文来源于《金刚石与磨料磨具工程》期刊2015年04期）
胡廷静,崔晓岩,李雪飞,王婧姝,陈怡[9]（2015）在《基于金刚石对顶砧的原位高压霍尔效应技术研究》一文中研究指出本文利用金刚石对顶砧和集成技术,建立了原位高压霍尔效应测量方法.通过对Zn Te的高压霍尔效应测量,发现在压力的作用下,电导率随压力增加而增加,但是,不同相的电导率随压力增加的机制却是不一样的,对于闪锌矿相的Zn Te,在常压到6.59 GPa范围内,由于载流子浓度和迁移率同时增加引起了电导率随压力增加而增加,但迁移率的增加对电导率增加的影响大于载流子浓度的增加对电导率增加的影响,而在6.59~9.73 GPa范围内,电导率随压力增加而增加的主要原因是载流子浓度随压力的增加所引起,而且朱砂相和Cmcm相的电导率的增加原因同样是由于载流子浓度的增加所引起.(本文来源于《吉林师范大学学报(自然科学版)》期刊2015年02期）
周俊生,黄敏兴[10]（2014）在《金刚石对顶压砧中超导转变温度的磁测量系统设计》一文中研究指出金刚石对顶压砧(DAC)中,用电阻法、比热法等来实现超导转变温度测量时,由于高压状态下,直接安装在样品上的电极极易受压断裂且制作困难,成功率极低,不易实现。测量系统设计的自感交流磁化率方案可解决上述问题,测量系统分为磁信号检测、温度检测以及基于LabVIEW的数据采集处理3部分组成。通过对样品发生超导前后的模拟测试,测量出超导样品发生超导的转变温度。这表明所设计的超导转变磁测量系统,可用于高压实验室的超导转变检测。(本文来源于《电子测量技术》期刊2014年06期）
金刚石对顶砧论文开题报告
（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：
目前在金刚石对顶砧(DAC)的极端温压环境下,人们已经实现物质动力学、光学、电学、磁学等性质的原位测量,获得了有关原子排列结构、晶格振动模式、电子能级结构等物理学参量,为地球科学、材料科学、物理学等诸多领域提供重要数据和科学规律。然而,基于DAC的高温高压原位热输运性质测量技术尚有许多难题需要攻克。可以试想,若能在DAC内实现力、热、光、电等全部物理量的原位探测,势必为实验科学研究提供更宽广的视域,将有更多奇异的现象被揭示,推动高温高压科学的发展。本文基于DAC装置提出一套稳恒温场下原位热导率测量方案。在极端温压环境下对指定实验点进行温度读取,以实验测量得到的温度数据作为约束条件,利用有限元分析计算DAC核心区域温场分布,给出与实验测量点相同位置的温度计算数据,通过与实际测量温度数据的对比,确定样品热导率。这个方案可以有效避免热流标定所导致的技术障碍,采用实验温度测量与有限元分析计算相结合的思路,最终实现样品热导率的测量,为稳恒热流条件下DAC装置内的热导率测量提供可能。针对新方法的实施,本文采用的新型高温高压DAC压机装置为四柱导向式设计,显着提高实验操作便捷性;压砧底座采用托块搭配球床的构造,便于两颗压砧调平对中,解决了隔热垫片所导致的实验障碍;摇床底座的引入,为隔热云母片的布置提供了可能;托块底部采用凹槽式设计,用于放置加热陶瓷模具,增大电热丝与托块的接触面积,将电热丝的热量更有效地利用,抑制了电热丝的热辐射产生的热量耗散。外置水冷的设计避免了高温导致的压力丢失以及机体温升受损,最终将这个实验装置放置在配套设计的真空系统,隔绝空气导热和热对流对实验造成的影响。新型热导率测量方法实际是依据金刚石压砧温度分布情况求得样品热导率,测量精度对实验各部件尺寸及热力学参数具有一定的依赖性,因此合理的实验构型及部件材质选取对于本文实验方案的精准落实至关重要。本文采用有限元仿真模拟,针对样品、垫片、压砧的不同几何构型及热力学参量进行了系统性的分析对比,获得最合理的实验参数,对实验操作流程进行优化,并设计加工了一批纵横比较大的金刚石压砧以确保样品热导率精确测量。实验方案所涉及的温场模型由压砧、垫片、样品共同构建,因此已知压砧和垫片热导率是本方案的前提条件。金刚石压砧类型和杂质含量不同,热导率存在显着差异,压砧热导率的差异进而影响样品热导率测量的准确性,因此需要在DAC装置中对压砧的热导率进行原位标定。本文利用温场计算的方法,针对实验使用的压砧及垫片进行了不同温压环境热导率测量,为样品热导率测量奠定了基础。此外,开创性的实验设计需对其可行性进行验证,尽管上文对压砧热导率的标定已经与前人文献报道实现了较好的吻合,证实实验方案可行,但为了确保实验更具说服力,本文又针对部分典型材料进行了极端温压热导率的测量,通过与文献数据分析对比,进一步确定所设计的高温高压热导率测量方法高效、准确、易实施。综上所述,本文将实验温度测量与温场分析相结合,以实验测温作为边界条件进行温场分布计算,进而获得热导率数值;自主研发设计了一套高温高压输运性质测量的系统装置,优化加热系统制备工艺,简化实验操作流程;利用温场计算对影响温场和热导率测量的因素进行了系统性的研究,优化DAC内热导率测量的研究方案;对实验使用的压砧和金属垫片进行了准确的热导率标定,并验证实验方案的可行性。除却上述主线工作,在实验仿真模拟中,本文发现传统DAC接触式测温实验误差显着,对此结合有限元分析构建一套样品温度修正方案,并验证了可行性;此外,压砧高压热导率标定证实压力可以提高金刚石热导率。本论文工作在DAC原位热导率取得的结果对于稳恒热流条件下凝聚态物质的热导率测量提供了一个新途径,在导师和课题组原有基础上实现了开创,弥补国内外高温高压热输运性质测量的诸多空白。
（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。
金刚石对顶砧论文参考文献
[1].丁琨,窦秀明,孙宝权.压电驱动金刚石对顶砧加压装置的研制和应用[J].物理.2019
[2].岳冬辉.基于金刚石对顶砧高温高压热导率研究[D].吉林大学.2019
[3].赵琳.金刚石对顶砧内NV~-色心探测迈斯纳效应中的磁场有限元分析[D].吉林大学.2019
[4].卢少武,彭文.宝石级金刚石合成用顶砧相控阵超声检测方法[J].硬质合金.2017
[5].褚昆昆,杨坤,朱祥,李海宁,苏磊.基于金刚石对顶砧的液体高压黏度测量[J].高压物理学报.2016
[6].孙钏博.基于金刚石对顶砧的磁性测量系统的研究[D].吉林大学.2016
[7].丁琨,武雪飞,窦秀明,孙宝权.电驱动金刚石对顶砧低温连续加压装置[J].物理学报.2016
[8].贾攀,刘乾坤,何文江,戚燕杰,周亮良.合成金刚石用硬质合金顶锤的冷却方式对顶锤使用寿命及合成质量的影响[J].金刚石与磨料磨具工程.2015
[9].胡廷静,崔晓岩,李雪飞,王婧姝,陈怡.基于金刚石对顶砧的原位高压霍尔效应技术研究[J].吉林师范大学学报(自然科学版).2015
[10].周俊生,黄敏兴.金刚石对顶压砧中超导转变温度的磁测量系统设计[J].电子测量技术.2014