静水加载下颗粒尺寸对硅相变行为与状态方程的影响

对三种类型的硅颗粒（微米、100纳米和30纳米）进行了高压同步辐射X射线衍射（XRD）研究。Si-I→Si-II相变（PT）的起始压力随颗粒尺寸减小而显著增加。对于30纳米硅颗粒，Si-I直接转变为Si-XI，跳过了在压力释放过程中出现的中间Si-II相。研究了静水压缩下硅颗粒相分数的演化。确定了所有三种颗粒尺寸的Si-I、Si-II、Si-V和Si-XI的状态方程（EOS），并将结果与其他研究进行了比较。提出了一种简单的迭代方法，从两相和三相混合物（各相压力不同）的数据中提取Si-XI和Si-II的EOS。利用先前的原子模拟，将Si-II的EOS扩展到环境压力，这对于塑性应变诱导的相变很重要。令人惊讶的是，微米和30纳米硅的EOS相同，但与100纳米颗粒不同。特别是，100纳米硅的Si-I相比微米和30纳米硅的Si-I相更难压缩。首次观察到100纳米颗粒在完全释放压力至环境后发生逆向Si-V→Si-I相变。