冲击加载下蓝宝石单晶发光机理及金属氟化锂界面辐射特性的研究

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1、万方数据国内图书分类号：0521+．2国际图书分类号：538．9西南交通大学研究生学位论文冲击加载下蓝宝石单晶发光机理及金属／氟化锂界面辐射特性的研究年级姓名申请学位级别专业指导教师二0一四年五月万方数据ClassifiedIndex：0521+。21U．D．C：538．9SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationRESEARCHONMECHANISMOFTHELIGHTEMISSIONOFSAPPHIREANDRADIATIONPROPERTIESOFTHEMETAL／LITHIUMFLUORIDEINTERR～CEUN

2、DERSHOCKCOⅣⅢRESSIONGrade：2010Candidate：ZhangningchaoAcademicDegreeAppliedfor：PH．DSpeciality：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologySupervisor：Liufusheng万方数据西南交通大学曲南父逋大罕学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

3、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密d使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：弘与鳇指导老师签名：捌涉易乙／3^日期：’徊晔．F．上3日期：矽，Ff，2，)万方数据西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1，在40-60GP

4、a冲击压缩区系统地研究了蓝宝石的冲击发光特性和发光机理，进一步证实在该压力区间蓝宝石的冲击发光呈典型的热辐射特征，其热辐射温度值与该压力下蓝宝石的熔化温度之间存在明显的关联性。同时结合辐射温度、光谱分布形态以及样品回收证据，证实了蓝宝石的剪切带发光的机理。(参见论文第三章3．2-3．4节)2，在兆巴以上压力区获得比较准确的蓝宝石冲击辐射温度信息，发现当冲击压力从87GPa升高到120GPa时，辐射温度取在4200±200K的范围，变化不明显。通过对辐射温度以及光谱的波长分布特性的分析，首次将蓝宝石的冲击辐射温度随压力的变化趋势与氧化铝在较高温度下高压相图关联起来。(参见论文第四章4

5、．2-4．3节)3，研究了常压和冲击加载下由532nm短脉冲激光引起的蓝宝石的光致荧光光谱，发现它与冲击波引起的发光光谱不相关。首次证明蓝宝石体内杂质结构在激光诱导下产生的荧光特性在冲击波作用下并不发生本质变化，支持了蓝宝石冲击发光的热辐射机制。(参见论文第五章5．3节)4，在金属的冲击测温实验中金属／光学窗口基本实现了理想状态下界面直接接触的条件，观测到金属／氟化锂窗口界面的冲击热辐射具有接近“理想界面"的瞬态特征，在冲击压力为160GPa附近通过界面温度直接确定的金属铁和铜的冲击温度值与热力学计算结果接近。(参见论文第六章6．4节)学位论文作者签名：；唇亏扫日期：矽‘7-岁·1

6、；万方数据西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要蓝宝石单晶在常态下具有优良的光学透明性和机械强度，它(氧化铝)也是地球深部的重要物质成分，因此研究高温高压下蓝宝石的性质对高压科学、地球科学以及材料科学等研究领域具有特殊重要性。由于蓝宝石单晶在冲击动高压实验中可以用作金属冲击温度的重要窗口材料之一，同时经掺杂处理后它(红宝石)被广泛用在静高压实验中作荧光压标物质，它还是典型的陶瓷材料之一，所以研究蓝宝石在冲击高压下的动力学特性和静态高压特性对正确解释相关实验数据和检验理论模型都具有十分重要意义。然而在近年来的研究中发现，蓝宝石单晶在冲击波诱导下有局部发光的现象，这特别引起了研究者对

7、它在高压下的光学透明性问题的关注。由于测试手段以及实验技术上存在的缺陷，早期所获得的观测数据的分散性很大，人们对冲击波诱导蓝宝石的发光机理并不很清楚。我们注意到，蓝宝石的冲击发光现象发生在其内部微观或细观层次的动量和能量转化过程中，那么在发光或热辐射信号中必然包含着晶体材料的某些动力学特性和晶体结构变化的相关信息，这个问题在以往研究中很少提及。本文利用气炮加载装置，在完善实验技术、优化实验参数、提高测试平台精密性的前提下，更为系统地对蓝宝石冲击辐射特性及其冲击诱导发光