氨半水合物的高压-高温相图
材料科学
2023-07-20 v1 地球与行星天体物理
摘要
我们基于拉曼光谱、x 射线衍射实验与直观观测，报道了氨半水合物（AHH）在 2-30 GPa 与 300-700 K 范围内的相图综合实验研究。该区域内存在四种固相，记为 AHH-II、DIMA、pbcc 与 qbcc，其中 AHH-qbcc 为本工作所发现。我们表明，与先前认为的不同，在低于 10 GPa 下加热 AHH-II 所得的体心立方（bcc）相（此处记为 AHH-pbcc）不同于 DIMA 相，尽管二者均呈现相同的 bcc 结构与 O/N 位置无序。我们的结果实际上表明 AHH-pbcc 是 DIMA 的塑性形态，其特征为自由分子转动。AHH-qbcc 出现在 AHH-II 与 DIMA 之间的中间 P-T 区间，呈现复杂的 x 射线图谱，令人联想到理论上预测的“准 bcc”结构，但这些结构均不与我们的数据相符。我们详细绘制了所有固相之间的相变线以及熔化曲线，表明：（1）新的 qbcc 相在 10-19 GPa、300-450 K 的中间 P-T 区间稳定，尽管 II-qbcc 相变在 T < 450 K 时受动力学阻碍，且在 300 K 下 II 相从 25 到 35 GPa 以渐变方式直接转变为 DIMA。（2）qbcc 的稳定区在 450 K 以上收缩，并最终在 21.5 GPa-630 K 处终止于一个 pbcc-qbcc-DIMA 三相点。（3）在 630 K 以上，AHH-pbcc 与 DIMA 之间发生直接且可逆的相变。（4）pbcc 固相稳定区在 3 GPa 以上延伸至熔化线，并在 3 GPa-320 K 处确定了一个 II-pbcc-液相三相点。
引用
@article{arxiv.2307.09838,
title = {High pressure-temperature phase diagram of ammonia hemihydrate},
author = {L. Andriambariarijaona and F. Datchi H. Zhang and K. Béneut and B. Baptiste and N. Guignot and S. Ninet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.09838},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 9 figurs