冲击压缩碳氢化合物中钻石的三步形成过程：分解、组分分离与成核
地球与行星天体物理
2022-08-04 v1 材料科学
原子与分子团簇
计算物理
摘要
碳—氢的富集与循环决定了冰巨行星的化学演化。在碳—氢体系中已有组分分离和钻石沉淀的报道，并经静态与冲击压缩实验证实。然而，上述现象的动力学形成过程仍理解不足。本文结合深度学习模型，表明钻石通过涉及分解、组分分离和成核过程的三步机制形成。在 125 GPa 和 4590 K 的冲击条件下，碳氢化合物分解产生氢和低分子量烷烃（CH4 与 C2H6），其从碳链中逸出导致 C/H 组分分离。剩余无 C-H 键的碳原子聚集并成核形成钻石晶体。发现钻石生长过程与临界核尺寸相关，其中动力学能垒起关键作用。这些钻石形成的动力学过程对建立冰巨行星演化模型具有启示意义。
引用
@article{arxiv.2208.01830,
title = {Three-step Formation of Diamonds in Shock-compressed Hydrocarbons: Decomposition, Species Separation, and Nucleation},
author = {Bo Chen and Qiyu Zeng and Xiaoxiang Yu and Jiahao Chen and Shen Zhang and Dongdong Kang and Jiayu Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.01830},
year = {2022}
}
备注
5 figures