摘要
本文利用同步辐射光源、金刚石对顶砧和多砧大压机设备分别研究了室温和高温条件下不同组分硅锗合金在高压下的压缩行为、相变反应和凝固等问题。高压原位同步辐射实验研究表明，Si50Ge50合金在0～8.7GPa的压力范围内的状态方程可表示为：-△V/V=1.92789P-9.2072×10-1P2+2.4213×10-1P3-2.062×10-2P4氩弧炉熔炼的Si50Ge50合金样品因存在一定量的缺陷，在0～1.5GPa压力范围内，体积压缩变化明显，且包含非弹性压缩形变；压力升高时，在1.5～8.7GPa范围内，体积变化率随压力变化较小，产生结构强化。通过对比实验发现，Si50Ge50合金在金刚石对顶砧中金刚石立方结构到β-Sn结构的转变压力低于多砧压机中的值。通过研究Si100-xGex合金样品金刚石立方结构至β-Sn结构相变时的压力值PT与成分X的关系，发现Si100-xGex合金随Si含量的增加PT值增大，但PT与成分X并不符合简单的线性关系。利用多砧压机设备结合同步辐射X射线衍射方法，进行了不同压力下硅锗合金的高压凝固实验。确定在9GPa至9.5GPa压力之间存在一个临界值，压力高于此临界值时，熔态硅锗合金凝固过程中首先固化为β-Sn结构相，然后β-Sn结构相转化为ST-12结构。压力低于此临界值时，熔态硅锗合金凝固时，直接固化为金刚石立方结构相。
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