高压下FeNiP的压缩性

作     者：贺雪菁 KAGI Hiroyuki 秦善 巫翔 HE Xuejing;KAGI Hiroyuki;QIN Shan;WU Xiang

作者机构：北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 东京大学大学院理学系研究科地壳化学实验施设日本东京113-0033 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2019年第33卷第6期

页      面：48-56页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 081803[工学-地质工程] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(41772034) 日本学术振兴会科研基金JSPS KAKENHI(JP18H05224) 

主　　题：FeNiP 金刚石压腔 X射线衍射 月球 外核 

摘      要：利用金刚石压腔技术和原位同步辐射X射线衍射技术,对FeNiP(P62m)的压缩性进行了实验研究。常温下,FeNiP在0~23.4 GPa压力范围内保持P62m结构不变。用Birch-Murnaghan状态方程对单位晶胞体积随压力的变化关系(p-V关系)进行拟合,得到:体积模量K0=153(2)GPa,体积模量微商=5.7(2),零压下晶胞体积V0=101.6(1)?^3;或K′0=167(1)GPa,=4.0(固定值),V0=101.5(1)?^3。与Fe2P相比,FeNiP的体积模量更小,呈现出与Fe2P相反、与Ni2P相同的轴向压缩各向异性,据此探讨了Ni对(Fe,Ni)2P压缩性的影响。应用当前实验结果,估算了FeNiP、Fe2P、Fe3P、Fe2.15Ni0.85P和Fe3S在月球外核温压条件下的密度,通过与γ-Fe及月球外核密度的比较,得出Ni的加入会使“Fe-轻元素体系的密度更接近月球外核密度,进一步阐释以多元合金体系(如Fe-Ni-S-P)为对象来研究行星核部物质组成更具合理性。