高压相变

[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。

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。