科學(xué)家在金屬釩中發(fā)現(xiàn)新相變類型
】這一研究成果刊登在將于23日出版的新一期《物理評(píng)論通訊》上。科研小組報(bào)告說(shuō),他們利用金剛石砧壓槽給純釩晶體加壓,使得壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的60萬(wàn)倍。利用高清晰度的X光設(shè)備觀察可以確定,在這種極高壓情況下,純釩晶體的形態(tài)因相變而變化,基本的原子堆積單元已經(jīng)從立方體變成了菱面體,但晶體體積卻沒(méi)有因相變而減小,而大多數(shù)的元素相變后體積都縮減。
釩是一種在工業(yè)領(lǐng)域十分重要的金屬,通常鋼鐵制造過(guò)程中加入釩,能使鋼鐵變得更加堅(jiān)硬。科研小組介紹說(shuō),高壓情形下,釩的超導(dǎo)臨界溫度明顯高于其他元素,而且隨著壓強(qiáng)增加,超導(dǎo)溫度也持續(xù)上升,這促使他們進(jìn)一步探究高壓下的釩結(jié)構(gòu),卻意外地發(fā)現(xiàn)了這種全新類型的相變方式。
人們最為熟悉的相變是氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。通常,加壓和降溫就能使一種物質(zhì)體積縮減,最終相變?yōu)楣虘B(tài)。而在高壓下,由于物質(zhì)的原子堆積越來(lái)越緊密,一些固體物質(zhì)相變時(shí)物理特性還會(huì)進(jìn)一步變化,最終改變形態(tài),這也會(huì)使得物質(zhì)的體積發(fā)生變化。但單從相變體積變化這一點(diǎn)來(lái)看,釩表現(xiàn)出了獨(dú)特的“個(gè)性”。
科研小組說(shuō),這種相變類型盡管是在釩中首次觀察到的,但卻說(shuō)明人們應(yīng)該重新審視那些原以為十分穩(wěn)定的元素。另外釩的特殊相變也為研究其超導(dǎo)溫度提供了新思路,有助于未來(lái)尋找新的超導(dǎo)材料。
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