通用状态方程的热修正及用于Si3N4性质的研究

论文摘要

物态方程有着悠久的历史,随着近些年来各种计算手段的出现,物态方程的发展尤为迅速,物态方程在热力学中的应用是十分广泛的,也是必不可少的。本文中我们对Baonza, mMNH和Vinet方程进行了对比研究,我们发现考虑热效应的Baonza, mMNH和Vinet方程都能很好地描述固体物质在高温高压下的一些热物理性质。但考虑温度效应的Baonza, mMNH和Vinet方程中直接加入了量子零点振动能的贡献,并直接用零压和某一参考温度TR下的实验数据VR、BR、B’R和γRG作为方程的参数。但我们发现他们的方法使方程不满足下面的零压条件,P （TR, VR） =0,是不合理的。为了解决这一问题,我们认为应该对方程根据爱因斯坦模型作如下两点修正。第一,应该在方程中删去量子零点振动能的贡献,第二,用零压和零温（指绝对零度）下的参数V0、B0、B’0和γ0G代替VR、BR、B’R和γRG。我们用修正后的方程对22种常见典型物质的热物理性质进行了研究,我们发现:通过不同的方程得到的结果几乎没有差别。并且我们用修正后的mMNH方程对几种典型材料Ar、LiF、KC、Li和Cu的体积、热膨胀系数和体积弹性模量随温度和压强的变化关系进行了描述,我们计算的结果和试验数据符合得很好。考虑到氮化硅具有良好的硬度、耐磨性、耐热性和相对低的密度,有作为超硬材料的潜力,又具有宽禁带半导体的性能,陶瓷材料在现代科学技术中起着重要作用。是近年来国内外材料科学和凝聚态物理学科的研究热点。且在国内外人们用理论对氮化硅的热学性质的研究比较少,在这里我们就用参数是解析的,修正后的Baonza方程对氮化硅α、β和γ相的热物理性质进行研究。通过对文献的分析确定了这三种相的方程参数,计算的体积随压强变化和热膨胀系数随温度变化的结果与实验数据符合很好

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 通用物态方程的研究意义
• 3N₄的性质及研究意义'>1.2 SI₃N₄的性质及研究意义
• 第二章 固态方程的研究现状
• 2.1 固态方程的发展简史
• 2.2 物态方程基础知识
• 2.3 固体物态方程的热效应
• 第三章 三种方程及其热效应修正
• 3.1 MURNAGHAN 方程
• 3.2 BAONZA方程
• 3.3 VINET 方程
• 3.4 MURNAGHAN、BAONZA 和VINET 方程的对比研究
• 3.5 对结论的分析
• 3N₄的热力学性质的研究'>第四章 应用修正后的BAONZA 方程对SI₃N₄的热力学性质的研究
• 3N₄的性质'>4.1 SI₃N₄的性质
• 4.2 研究现状及条件
• 4.3 用BAONZA方程对Α、Β和γ相的氮化硅的热力学性质研究
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间所取得的研究成果