兆巴冲击压缩条件下金属铁和顽火辉石的粘滞性实验研究

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基本信息

  • 批准号：
    10974160
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    37.0万
  • 负责人：
    刘福生
  • 依托单位：
    西南交通大学
  • 学科分类：
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

在地核和地幔条件下，金属铁和(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的粘滞性对核幔动力学以及核幔边界稳定性研究具有重要意义。本项目基于光纤阵列传感技术和窄脉冲光电测量技术解决冲击波波阵面扰动幅度的准确测量问题；利用飞片碰撞方法解决扰动初始流场的相似性问题；建立一套准确测量物质在兆巴冲击压力下有效粘性系数的实验方法；研究外地核和下地幔压力条件下金属铁和（Mg,Fe）SiO3钙钛矿的有效粘滞性及其随冲击压力的变化规律。在40-120GPa冲击压缩条件下系统研究钙钛矿的有效粘滞性，揭示70-85GPa声速"软化"区粘性系数随压力的变化特征。在80-180GPa冲击压缩条件下系统研究金属铁的有效粘滞性，揭示初始密度为6.9g/cm3的疏松铁在120GPa附近发生冲击熔化时其粘性系数随压力的变化特征。开展本项研究将推动高温高压高应变速率条件下凝聚态物质粘滞性研究，同时为深部地球物理学研究建立新的实验手段。

结项摘要

在兆巴压力下地幔和地核物质的粘滞特性是地球科学领域非常关注的问题之一.本课题利用轻气炮加载手段，提出一种光纤阵列新技术测量冲击波扰动衰减特性，完善飞片碰撞小扰动方法，并获得了二辉橄榄岩和金属铁在冲击高压下的等效粘性系数值。在技术创新方面，本课题建立了光纤阵列冲击波传感新技术，它弥补了我们过去发展起来的电探针阵列技术的局限性，解决了绝缘介质的粘性测量问题。围绕该目标，我们在冲击发光、光学窗口透明性、以及冲击相变方面开展了一系列探索工作。在科学方法创新方面，我们发展了二维混合粘性冲击流场的数值解方法。本课题限定了地球核幔条件下铁和橄榄岩的等效粘性系数值在103Pa.s量级，比一般液态物质偏高4-5个量级。这些研究结果具有重要的科学意义，基本达到了课题的总体预期目标。 本课题在以下几方面取得进步：（1）发展一种新的光纤阵列技术，该技术可以观测绝缘介质中冲击波扰动衰减特性；（2）改进分散式电探针测量技术，在50-160GPa压力区间内获得一组金属铁的高压粘性系数的实验数据，其等效粘性系数值在103Pa.s量级；（3）首次在橄榄石的低压稳定区获得一组二辉橄榄岩的Hugoniot物态方程实验数据，并在40GPa附近限定它的等效粘性系数值在103Pa.s量级；（4）在样品碰撞面的几何相似比不变情况下，发现金属等效粘性系数的测量结果具有一致性，显示飞片碰撞扰动流场具有几何相似性。基于“连续流体”模型的数值解也证明该流场具有相似特征；（5）发展了一套求解冲击波粘性流场方程的数值解方法，更加合理地建立起波后高温高压流体的粘性系数与波阵面扰动震荡关系；（6）通过数值求解二维双组分混合介质的冲击波流场，首次揭示出非对称碰撞条件下冲击波扰动衰减特性。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Light emission property of sapphire under shock loading in the stress range 40 to 120GPa
应力范围 40 至 120GPa 冲击载荷下蓝宝石的发光特性
  • DOI：
    10.1007/jhep08(2016)009
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Science China: Physics, Mechanics and Astronomy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang NingChao;Liu FuSheng;Peng XiaoJuan;Zhang MingJian
  • 通讯作者：
    Zhang MingJian
Quantitative relation between the viscosity coefficient of substances under shock compression and the disturbance damping of shock front
冲击压缩下物质的粘度系数与冲击锋扰动阻尼之间的定量关系
  • DOI：
    10.7498/aps.59.4761
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    ACTA PHYSICA SINICA
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Ma Xiao-Juan;Liu Fu-Sheng;Li Yi-Lei;Zhang Ming-Jian;Li Yong-Hong;Sun Yan-Yun;Peng Xiao-Juan;Jing Fu-Qian
  • 通讯作者：
    Jing Fu-Qian
The structural transition of water at quartz/water interfaces under shock compression in phase region of liquid
液体相区冲击压缩下石英/水界面处水的结构转变
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    王军国;刘福生;李永宏;张明建;张宁超;薛学东
  • 通讯作者：
    薛学东
A High-Spectral-Resolution Laser Raman System and Its Application in Shock--Compressed Benzene
高光谱分辨率激光拉曼系统及其在冲击-压缩苯中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chin.Phys.Lett
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhao Bei-Jing;Liu Fu-Sheng;Zhang Ning-Chao;Feng Li-Peng;Wang Wen-Peng;Zhang Ming-Jian
  • 通讯作者：
    Zhang Ming-Jian
飞片加载产生正弦冲击波及其波阵面演化模拟
  • DOI：
    10.5040/9781350320642.ch-001
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    高压物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马小娟;刘福生;李一磊;于明;李永宏;彭小娟;经福谦
  • 通讯作者：
    经福谦

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其他文献

纤蛇纹石石棉的纳米效应与生物活性
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    宋功保
人胶质瘤自杀基因细胞系的建立及其在胶质瘤治疗研究中的应用
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘福生
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    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    医学研究杂志
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
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  • 作者：
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    王忠诚
VP22-CD基因工程化载体对胶质瘤细胞体外杀伤作用的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中华神经外科杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周益强;徐恒周;程森;刘福生
  • 通讯作者：
    刘福生

其他文献

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刘福生的其他基金

在冲击加载下钝感固体炸药的分子结构响应和起爆反应机理实验研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
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硝基甲烷冲击起爆的微观机理及其感度调控的实验研究
  • 批准号：
    11574254
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    2015
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冲击压缩过程中蓝宝石晶体的发光特性与结构相变研究
  • 批准号：
    10874141
  • 批准年份：
    2008
  • 资助金额：
    35.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
高温高压下金属物质的粘性研究
  • 批准号：
    10576025
  • 批准年份：
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    联合基金项目
高温高压下氢、氦、氘混合物的物态方程研究
  • 批准号：
    10376027
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  • 资助金额：
    25.0 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目

相似国自然基金

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  • 项目类别：
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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