[拼音]:gaoya xiangbian
[外文]:phase transition under high pressure
高压作用使受压物质的原子间距缩短,从而引起物质内的能量状态发生变化。当达到一定的高压或高压高温条件时,物质中的原子排列、晶体结构或电子结构就会发生变化,并表现出该物质物理性质的突变,如绝缘体转变为金属,电阻和体积发生显著改变等,这种现象称为高压相变。
绝缘体内原子间距随压力增大而减小的现象,最后必然导致原有禁带消失,满带与导带交叠,从而表现出具有金属导电特性,这时就说是该绝缘体发生了向金属态的相转变,即绝缘体转变为导体──金属。例如,在约20万大气压的条件下,绝缘体聚四氟乙烯会发生金属态的相转变。
熔化温度随压力有显著变化,大量的实验结果已将这一现象总结为西蒙方程(见高压熔化方程)。高压下发生的这种固相到液相的转变也是一种高压相变现象。
更多的高压相变属于固体相变,即受压物质从一种固相转变为另一种固相。一般来说,相变前后的体积变化ΔV<0,所以高压相比低压相的体积小,其结构比较致密,原子配位数也大。
利用高压可获得一般情况下所观察不到的结构相变,因而在高压高温下可获得更多不同结构的变体。图为铋的高压相图。图中Ⅰ 是铋常压相,Ⅱ~Ⅷ是铋各种高压相, 其中Ⅰ~Ⅲ的结构比较清楚,其他相的结构有待进一步研究,虚线表示尚不充分的实验数据。
![图](/d/bkimg/2022110807/m0t1ycuhq2n.webp)
利用高压高温,不仅可以发现固体的一些新相,还可以合成新的固相,其中有些在常压室温下为亚稳相,这对于研究固体的键合机制和制备有重要应用价值的特种材料,如人造金刚石、立方氮化硼等都是很有意义的。