Войти
В науке и инженерии исследование высокого давления исследует его влияние на материалы, а также конструкция и конструкция устройств, таких как ячейка с алмазной наковальней, которая может создавать высокое давление. Под высоким давлением обычно понимается давление в тысячи (килограмм бар ) или миллионы (мегабар), умноженное на атмосферное давление (примерно 1 бар или 100000 Па).
Перси Уильямс Бриджман получил Нобелевскую премию в 1946 году за продвижение этой области физики на несколько величин давления (от 400 МПа до 40 000 МПа). В список отцов-основателей этого направления входят также имена Гарри Джордж Дрикамер, Трейси Холл, Фрэнсис П. Банди, Леонид Ф. Верещагин и.
Именно путем приложения высокого давления, а также высокой температуры к углю были впервые произведены искусственные алмазы, а также многие другие интересные открытия. Практически любой материал при воздействии высокого давления уплотняется в более плотную форму, например, кварц, также называемый кремнеземом или диоксид кремния, сначала приобретет более плотную форму. форма, известная как коэсит, затем при приложении еще более высокого давления образуется стишовит. Эти две формы кремнезема были сначала открыты экспериментаторами высокого давления, но затем были обнаружены в природе в месте падения метеора.
Химическая связь может измениться под высоким давлением, когда член P * V в свободной энергии становится сопоставимым с энергиями типичных химических связей, то есть примерно при 100 ГПа. Среди наиболее ярких изменений - металлизация кислорода при 96 ГПа (превращение кислорода в сверхпроводник) и переход натрия из металла с почти свободными электронами в прозрачный изолятор при ~ 200 ГПа. Однако при очень высоком сжатии все материалы будут металлизироваться.
Эксперименты при высоком давлении привели к открытию типов минералов, которые, как считается, существуют в глубокой мантии Земли, таких как силикатный перовскит, который, как считается, составляет половину основной массы Земли, и постперовскит, который встречается на границе ядро-мантия и объясняет многие аномалии, предполагаемые для этого региона.
«Ориентиры» давления: типичные давления, достигаемые при использовании прессов большого объема, составляют до 30–40 ГПа, давления, которые могут создаваться внутри ячеек с алмазными наковальнями, составляют ~ 1000 ГПа, давление в центре Земли составляет 364 ГПа, а самые высокие давления, когда-либо достигнутые в ударных волнах, превышают 100 000 ГПа.
