Thermal diffusion and bending kinetics in nematic elastomer cantilever
垂直排列的单畴液晶弹性体在加热时收缩。如果在悬臂梁的整个宽度上施加温度梯度，则不均匀的应变分布会导致弯曲运动。我们模拟热致弯曲的动力学在一个长的薄带的限制和预测的曲率的时间变化同意定量与实验数据的样品的临界指数和向列型各向同性转变温度的范围内。我们还推导出一个值的弹性体的热扩散系数。
2007-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interaction of thin tungsten and tantalum films with ultrashort laser pulses: calculations from first principles
通过全势能带结构计算，研究了超短激光脉冲与钨、钽薄膜的相互作用。我们的计算表明，在相对较低的吸收能量（电子温度$T_e$ $\lesssim$ 7 kK），钽的晶格经历明显的硬化。在这些条件下，硬化导致钽完全熔化阈值的变化。计算表明，对于等容加热的Ta膜，如果这种硬化真的发生，完全熔化阈值将至少高出25%。它也表明，W和Ta晶体的体心立方结构变得动态不稳定时，电子子系统被加热到足够高的温度（$T_e$ $>$ 22 kK）。这导致它们在亚皮秒时间尺度上完全熔化。
2023-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Adiabatic Joule Heating of Copper from 4 K to the Melting Temperature
考虑铜导线的焦耳效应加热及其电阻率和比热随温度的变化，建立了温度随时间演化的数值和解析解（后者在293 ~ 1356 K之间）。温度与时间的演化遵循朗伯函数。计算是基于假设的绝热加热和均匀的电流分布内的电线。我们证明，在非常低的温度下，加热速率强烈依赖于铜纯度。
2015-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of iron and nickel during melting: Implication to Planetary liquid outer core
本文报道了铁（Fe）和镍（Ni）在高温高压下的热导率（$κ$）的测量结果。$κ$值由激光加热金刚石砧座单元（LHDAC）中的样品表面上的温度测量值并使用COMSOL软件来估计。近等温的$κ$的观察，以增加在两种金属的压力，由于密度的增加，压制金属。在这两种金属中，观察到$κ$在不同压力点的熔化期间急剧下降，并且与其他多砧测量一致。这些金属在不同压力下熔化期间的恒定值$κ$揭示了长程序的损失，这产生了原子金属的独立运动。从$κ$ -值的突然下降中测量的这些金属的熔化温度与LHDAC中的其他熔化测量值很好地一致。这项研究所获得的结果有望为水星和火星及其内部的研究提供一种见解。
2021-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Observation of inhibited electron-ion coupling in strongly heated graphite
通过时间分辨的能量弛豫测量，创建具有高度不相等的电子和晶格温度的物质的非平衡态允许对电子和离子之间的动态耦合的无与伦比的洞察。最近对低温激光加热石墨的研究表明，与其他材料相比，它具有复杂的能量交换。为了避免与表面制备，晶体质量和对能量沉积和传输机制的理解不足有关的问题，我们应用不同的能量沉积机制，通过激光加速质子，等容和非辐射加热宏观石墨样品到接近熔化阈值的温度。使用时间分辨的X射线衍射，我们显示了一个非常小的电子-离子能量转移的明确证据，产生约三倍长的弛豫时间比以前报道的。这表明在非平衡态的热稠密物质中存在能量传递的瓶颈。
2013-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Molecular dynamics simulation of melting of finite and inifinite size graphene
我们通过分子动力学模拟，使用LAMMPS软件包中实现的AIREBO势，研究了原始的、独立的无限和有限尺寸石墨烯片的熔化现象。在我们的模拟中，使用两个独立的加热方案系统地加热所研究系统的温度，以便可以检查两种方案的熔融温度是否一致。通过三个独立的计算实验得到了无限大石墨烯片的熔化温度。在第一个实验中，我们模拟了各种有限尺寸石墨烯的熔化，然后将无限石墨烯片的熔化温度确定为有限石墨烯尺寸渐近增长的温度。在第二个实验中，我们模拟了不同半径的无限长单壁碳纳米管（SWCNTs）的熔化过程，并确定了无限长石墨烯片的熔化温度为SWCNTs半径逐渐增大时的温度。在第三个实验中，我们加热了一个无限大的石墨烯，它是通过构建一个矩形的超晶胞形成的，在它的两侧受到周期性的边界条件。基于第一种方法获得的无限石墨烯的熔融温度产生$\sim$ 5799 K $\pm$ 22 K。第二种方法产生$\sim$ 5302 K $\pm$ 36 K，而第三种方法产生$\sim$ 5355 $\pm$ 140 K。由于这些MD模拟中的技术细节的差异，第一个实验的结果与第二个和第三个实验的结果之间存在明显的差异。我们谨慎地得出结论，基于第二次和第三次实验的数据的一致性，使用AIREBO力场，独立的无限石墨烯片在5302 K $\pm$ 36 K的温度下熔化。
2016-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Photothermal effects during nanodiamond synthesis from a carbon aerogel in a laser-heated diamond anvil cell
纳米金刚石由于其在室温下具有显着的光稳定性和长的自旋相干时间的色心的能力，已经成为量子计算、生物标记和传感的有前途的材料。最近，一种自下而上的，高压，高温（HPHT）的方法被证明是从无定形碳前体在激光加热金刚石对顶砧单元（LH-DAC），这是由近流体静力学惰性气体压力介质的支持下生长纳米金刚石与色心。然而，光热加热及其对金刚石生长的影响，包括相转化条件和色心形成的温度依赖性的详细了解，还没有报道。在这项工作中，我们测量黑体辐射LH-DAC从碳气凝胶合成纳米金刚石，以检查这些温度依赖性的影响。黑体温度测量表明，纳米金刚石生长可以发生在16.3 GPa和1800 K。我们使用米氏理论和解析热输运来开发预测光热加热模型。该模型表明，在激光加热期间熔化惰性气体压力介质降低了局部热导率，以驱动向金刚石的相转化的高空间分辨率。最后，我们观察到氮空位中心的温度依赖性的形成和解释这种现象的背景下，高温高压碳空位扩散使用CBΩ理论。
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Fe-FeH Eutectic Melting Curve and the Estimates of Earth's Core Temperature and Composition
本研究通过激光加热金刚石对顶砧实验获得Fe-FeH共晶熔化曲线，估算轻元素对地核液相线温度的影响，提出硅含量低的地核可能存在相对较低的温度，为外核密度亏损提供合理解释。
2024-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Nanoscale temperature measurements using non-equilibrium Brownian dynamics of a levitated nanosphere
爱因斯坦意识到，布朗粒子的涨落可以用来确定它所处环境的性质。大量的实验已经利用胶体粒子的布朗运动来研究耗散过程，提供了对软物质物理的深入了解，并导致从能量收集到医学成像的应用。在这里，我们使用光学悬浮的纳米球，被加热，以研究其周围的气体的非平衡特性。通过分析球体的布朗运动，我们可以确定球体质心运动的温度、球体表面的温度以及两个空间维度上的加热气体的温度。我们观察到球体和气体的不对称加热，温度达到材料的熔点。这种方法为在纳米尺度上精确测量温度提供了新的机会，也为测试非平衡热力学提供了新的手段
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Experimental and theoretical confirmation of an orthorhombic phase transition in niobium at high pressure and temperature
通过激光加热金刚石对顶砧实验与量子分子动力学模拟，确定Nb在高压高温下发生bcc到正交Pnma的固-固相变，并给出熔化曲线及40-60 GPa偏差的解释。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of bed temperature on solute segregation and mechanical properties in Ti-6Al-4V produced by selective laser melting
先进的表征技术用于在加热基板上生产的LPBF Ti-6Al-4V样品。当基体温度为100°C时，延伸率为6%，在570°C时，延伸率增加并达到峰值10%，然后在770°C时，延伸率急剧下降至零。在100°C下，观察到主要由α+ α '组成的严重应变和孪晶显微组织，并且其与通过常规LPBF方法获得的预制显微组织相当。在更高的温度下，孪晶不再存在，而是在α'和α内观察到纳米级β沉淀物，以及位错网络（570°C）和缠结（770°C）。在所有的预热条件下，观察到在晶体缺陷处的溶质偏析。在100°C的样品中观察到微孪晶处的Al和V偏析，首次报告了在相邻孪晶中形成的“选择性”和相互排斥的富Al和富V区域。在570°C和770°C样品中观察到位错处的V偏析，这与较高的预热温度一致。在所有样品中测得高O含量，但具有明显的相反效果。在100°C和570°C下，估计低于O脆化的临界阈值，并通过固溶体强化局部帮助保持高强度，而在770°C下，它高于阈值，因此以脆性方式失效。基于这些观察结果，从100°C到570°C的延展性的初始增加归因于微孪晶和位错网络的减少，所述位错网络在较粗糙的微观结构中充当滑移的“软屏障”。在770°C下缺乏延展性归因于该样品中局部溶质再分布导致位错钉扎和O含量增加。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Thermal radiative near field transport between vanadium dioxide and silicon oxide across the metal insulator transition
二氧化钒和氧化硅之间的热辐射近场传输在亚微米的距离，预计将表现出强烈的依赖于二氧化钒的状态，在室温附近经历金属-绝缘体转变。本文报道了在二氧化钛（金红石）衬底上加热氧化硅微球和二氧化钒薄膜之间的近场热输运的测量。15 nm二氧化钒薄膜的温度在低于和高于金属-绝缘体-转变的温度下变化，球体温度在100和200摄氏度之间的范围内变化。测量使用基于真空的扫描热显微镜与悬臂式电阻热传感器进行。我们观察到的球和膜之间的距离依赖性的幂律趋势和电导对比度大于2的两个不同的相态的膜的每单位面积的热导率。
2016-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A new Measurement of Thermal Conductivity of Iron at high pressures and temperatures
行星核心中最丰富的元素铁（Fe）的热导率测量到地球外核压力为$\sim 120$ GPa。利用激光加热金刚石对顶砧装置进行了测量，其中Fe金属箔的吸收功率由数学方程计算。$γ-Fe$的热导率线性增加到最大实验压力40 GPa。在77 - 120 GPa压力范围内，$ε-Fe$的热导率达到饱和值$\sim$ 52（$\pm$ 5）$Wm^{-1}K^{-1}$。在不同的压力下，导热系数随温度的变化曲线在熔化过程中急剧下降，说明在熔化过程中形成了一个热缓冲层。
2016-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Modulation calorimetry in diamond anvil cells I: heat flow models
对金刚石压砧单元中的热输运进行了数值模拟，揭示了通过高频调制量热法进行比热绝对测量的可能性。这样的实验可以揭示和帮助表征高压下温度驱动的相变，如熔化、玻璃化转变、磁和电有序化或超导转变。具体来说，我们表明，样品的量热信息不能直接从测量中提取的频率比传导到金刚石砧（10秒至100秒的kHz）的时间尺度慢，因为实验是远离绝热。在更高的频率下，激光加热实验允许相对量热测量，其中通过从$\sim 1$ MHz到1 GHz扫描加热频率，将样品比热的变化与其他材料性质的变化区分开来。但是激光加热会在金属样品中产生很大的温度梯度，从而无法推断绝对热容。另一方面，如果高频焦耳加热可以在足够高的频率下进行，则可以进行精确的绝对比热测量：假设KBr绝缘薄层，则在100 kHz，1 MHz或10 MHz频率下加热的5 $μ$ m厚金属样品的比热将分别以30%，8%或2%的精度测量。
2017-01-07 cond-mat.mtrl-sci
