Физический энциклопедический словарь - получение и измерение д. в.

Статич. Д. в. получают тепловыми или механич. методами. В первых Д. в. создаётся либо нагреванием жидкости или газа в замкнутых сосудах (в газах т. о. получены давления до

3—4 ГПа), либо охлаждением жидкостей, увеличивающих свой объём при затвердевании (напр., замораживая воду, можно получить фиксированные Д. в. ок. 0,2; ГПа).

Механич. методы получения Д. в. явл. основными; в них используют насосы и компрессоры, к-рыми сжимаемые газы или жидкости нагнетают в замкнутый объём или проточную систему (гидравлич. компрессором получены Д. в. до 1,6 ГПа), и аппараты, в к-рых масса сжимаемого в-ва остаётся постоянной (рис., а) или почти постоянной (рис., б — з), а занимаемый ею объём уменьшается под действием внеш. силы, создаваемой гидравлич. прессами (рис., а, б, в, д, е, ж, з), сжатой жидкостью (рис., г), а в миниатюрных устройствах (типа показанного на рис. д) — пружиной.

Типы аппаратов, применяемых для создания статических высоких давлений. Сжимаемое в-во (рабочее тело, участки с нанесёнными точками) располагается между поршнями (пуансонами), к-рые приводятся в движение в направлениях, указанных стрелками; зачернённые участки — деформируемые прокладки, служащие для уплотнения разъёмов между пуансонами, создания поддерживающих усилий и позволяющие пуансонам перемещаться. Для исследований при высоких темп-pax применяют металлич. и графитовые электронагреватели, для исследований при низких темп-pax всю камеру помещают в криостат. а — классич. камера с цилиндрич. поршнями, применяемая для сжатия газов, жидкостей и тв. тела; б — в — камеры для сжатия тв. тел (жидкости и газы можно помещать в сжимаемое тв. тело в ампулах); б — камера с криволинейными или конич. пуансонами и соответствующей формой сосуда Д. в.; в — шестипуансонный (показаны четыре пуансона) аппарат с кубич. формой рабочего тела; г — двухступенчатый многопуансонный аппарат типа «разрезная сфера». Усилие, равномерно прикладываемое к пуансонам первой ступени, передаётся большему числу пуансонов ступени Д. в., в свою очередь передающих его рабочему телу, к-рое в данном случае имеет форму октаэдра; д — двухпуансонные «наковальни» из алмазов ювелирного качества (позволяют проводить рентгеноструктурные и оптич. исследования под Д. в., нагрев с помощью лазера и т. д.); е — двухпуансонные «наковальни» с лункой, имеют увеличенный объём рабочей камеры по сравнению с камерой, представленной на рис. 9; ж и з — многопуансонные системы со скользящими пуансонами; a — двухступенчатый аппарат. В мегабарном диапазоне Д. в. применяются камеры типа г и д.

Аппараты Д. в., схемы к-рых приведены на рис. б—з, позволяют получить в них Д. в., превосходящее прочность на сжатие (при норм. условиях) материалов, из к-рых они изготовлены [высокопрочные стали,

141

тв. сплавы на основе карбида вольфрама, природные и синтетич. алмазы; для спец. измерений используются немагнитные и (или) прозрачные для эл.-магн. излучения материалы]. Мн. исследования проводятся на образцах в виде тонких (~10^-6м) плёнок, сжатых до давлений ~ 10—100 ГПа.

Д. в. в жидкостях и газах может быть измерено манометрами (для абс. измерений применяют поршневые манометры), в тв. среде в аппаратах типа цилиндр — поршень (рис., а) Д. в. может быть определено по величине приложенной к поршням силы (с поправкой на трение); в др. типах аппаратов значит. часть внеш. усилия расходуется на уплотнение разъёмов между пуансонами и сжатие пластичных прокладок, поэтому квазигидростатич. Д. в. определяется косвенными методами: по изменению параметров крист. решётки известного в-ва (см. Рентгеновский структурный анализ), по скачкам электросопротивления, сопровождающим полиморфные переходы в реперных в-вах, по остаточным явлениям сжатия (увеличению плотности стёкол, образованию плотных модификаций); в аппаратах с прозрачными пуансонами применяется также оценка величины Д. в. по сдвигу частоты линии люминесценции рубина (этот метод особенно эффективен в «мегабарном» диапазоне Д. в.). До создания абс. шкалы давлений применяемые методы измерения Д. в. явл. в осн. эмпирическими и основанными на экстраполяции опытных данных.

• Верещагин Л. Ф., Твердое тело при высоких давлениях, Избр. труды, М., 1981; Верещагин Л. Ф., Кабалкина С. С., Рентгеноструктурные исследования при высоком давлении, М., 1979; Ц и к л и с Д. С., Плотные газы, М., 1977; П оп о в а С. В., Бенделиани Н. А., Высокие давления, М., 1974; К и р ж н и ц Д. А., Экстремальные состояния вещества, «УФН», 1971, т. 104, в. 3, с. 489; Николаевский В. Н., Лившиц Л. Д., Сизов И. А., Механические свойства горных пород, в кн.: Итоги науки и техники. Сер. Механика твердого деформируемого тела, т. 11, М., 1978; Лившиц Л. Д., Механические свойства твердых тел при высоких давлениях, ФЭС, т. 3, М., 1963, с. 224; Альтшулер Л. В., Фазовые превращения в ударных волнах, «ПМТФ», 1978, № 4.

Л. Д. Лившиц.