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本文主要研究热膨胀动态过程的普遍性及其在高温超导体等材料中的体现。包括固体材料中热膨胀动态过程的普遍性研究,高Tc超导材料在超导转变温度Tc附近的热膨胀动态过程研究,和钕玻璃激光棒的受激响应过程三个部分。并对热膨胀动态过程的宏观机制和微观机制进行了讨论。此外,为了配合本论文工作的完成及一些重要的科研课题,还在现有实验设备基础上,建立了低温比热自动化测量系统和薄膜热扩散率测量系统。 在对固体薄膜热膨胀动态过程的普遍性研究中,利用0.1μs脉冲CO2激光(波长10.6μm、单脉冲能量1J/cm2)对样品进行加热,采用直接观测法观测了Al、Ni、Cu、Ni-Cr-Mn-Si合金、非晶条带和纸等多种薄膜样品的热膨胀动态过程,用(Hg,Cd)Te红外高速测温仪观测了其中部分样品的后表面温升过程,并且对实验结果进行了讨论。实验结果表明,热膨胀动态过程在固体材料中是普遍存在的。 热膨胀动态过程的基本特征为:热膨胀行为相对于温升存在一个弛豫过程,弛豫时间与样品长度成正比,热膨胀动态过程曲线在平衡位置附近表现为衰减振荡的形式。另外,由于热膨胀动态过程与温升过程的不同步,固体材料在瞬时加热下,其内部将产生巨大的瞬时热应力。 建立了低温热膨胀动态过程观测系统,对Bi2Si2Ca2Cu3Oy和Bi1.8Pb0.4Sr2Ca2Cu3.2-xGexOy系列高Tc超导样品在80~130K温度范围内的热膨胀动态过程进行了观测。实验发现,高Tc超导样品热膨胀动态过程在超导转变温度Tc附近存在一个动态膨胀幅度-温度跃变。即其动态膨胀幅度在Tc点附近随温度升高而急剧下降,然后再达到平衡,幅度变化达到几倍以上。另外,高Tc超导样品热膨胀动态过程的驰豫时间τ0,当T<Tc时随温度上升而上升,而当T>Tc时,则基本保持不变。 在激光器上观测了钕玻璃激光棒受氙灯激励时的长度变化过程,比较了激光棒发射激光与不发射激光时实验曲线的差别。实验发现,钕玻璃激光棒在脉冲氙灯激励下,动态长度变化远大于棒的稳态膨胀量,并将在激光棒内