gpa等于多少pa

gpa等于多少pa

G(中文念“吉”音)表示1000M的意思，如GB、GPa、GW等。因此有：

1 GPa=1000MPa=1000000kPa=1000 000 000Pa（1.0e9Pa）

压强：物体所受的压力与受力面积之比叫做压强，压强用来比较压力产生的效果，压强越大，压力的作用效果越明显。压强的计算公式是：p=F/S，压强的国际单位是帕斯卡，符号是Pa。

单位换算

1atm=0.1MPa=100KPa=1bar=10米水柱=14.5PSI=1kg/cm2 1KPa=0.01bar=10mbar=7.5mmHg=0.3inHg=7.5torr=100mmH2O=4inH2

1Gpa=1000MPa

1Mpa=1000000Pa

1Pa=1N/m2

200gpa等于多少pa（Nature）

凡尔纳在《地心历险记》中描绘了一个光怪陆离的地下世界。现实中的地心虽然没有如此魔幻，但在极端的高压和温度条件下，地面上的寻常材料在这里通常也会显示出非比寻常的结构和性能。比如，柔软的石墨在地幔中几个GPa（1 GPa=109 Pa ≈ 1万个大气压）的高压下会转化成坚硬的钻石。现在，科学家已经可以在更高的压强区间合成新的材料，这些材料一般都具有更加极端的性质，比如在20-30 GPa下合成比天然钻石还硬的非晶碳材料（点击阅读详细）。

近日，德国拜罗伊特大学Leonid Dubrovinsky和瑞典林雪平大学Igor A. Abrikosov等研究人员通过开发新型的金刚石对顶砧（Diamond Anvil Cell, DAC），在激光加热下实现了TPa（1 TPa=1012Pa ≈ 1千万个大气压）级别的超高压。这种极端的高压已经比地心高出三倍以上，达到了天王星核心的级别。他们在600 GPa和900 GPa的超高压下成功合成出铼氮合金与氮化铼Re7N3，在理论预测中后者只有在极高压下才能稳定存在。他们还使用同步加速器单晶X射线衍射（XRD），对微晶材料结构进行了原位表征。相关发现发表于Nature杂志。

图1. 金刚石对顶砧

通常静态高压的产生需要用到大型压机或者小型的金刚石对顶砧（图1）。后者这种小型压缩机的发明催生了无数具有新奇特性的高压新材料，加深了人们对于极端环境下物质状态的基本理解。然而200 GPa以上的高压合成和研究一直被超高压实验技术的复杂性所限制，并且缺乏相关的材料原位分析方法，大大阻碍了人们探索的脚步。本文研究人员通过聚焦离子束 (FIB) 在40 μm的传统金刚石对顶砧的砧面尖端上制备了一个直径10 μm的小型区域，并在内部填充了金属垫圈后制备了直径6 μm的小孔作为压腔，并在压腔内部放置了纳米金刚石半球作为接触点（图2）。我们都知道接触面积越小，相同作用力下压强越大，再加上脉冲激光加热，这便是TPa级别超高压产生的基础。

图2. 本文所开发的新型金刚石对顶砧

研究人员使用高压气体填充装置在腔室内充入氮气，将一阶对顶砧加压至约120-140 GPa后，对样品进行红外脉冲激光加热，并用高压同步辐射XRD原位表征得到的金属铼样品的晶格参数变化进行压强的标定。在1号对顶砧中，样品/垫片边界处的压强不超过~160 GPa，而样品室内所有点的压强几乎相同，达到了900 GPa。在极端的条件下，氮气与腔体内填充的金属铼发生了常温常压下不能发生反应。

图3. 在DAC中对Re和N2脉冲激光加热的XRD测量结果

通过原位单晶XRD数据分析，研究人员发现了诸多新奇的新相——905 GPa下重结晶为六方结构的Re、在730 GPa下发现的立方结构铼氮固溶体ReN0.2和六方结构的Re7N3。这些新相在以往的理论计算中被证明只有在极端高压下才能稳定存在。其中Re7N3的结构单元是三棱柱的NRe6，而氮原子位于结构中心。这种三棱柱组合构成的晶体结构在碳化物、硼化物、磷化物和氮化物中是非常普遍的，化学计量为A7X3的二元化合物也不少见，尤其是具有Th7Fe3型结构的六方化合物。在TPa级别的高压范围内，Re-Re原子间距与第四周期过渡金属（Cr、Mn、Fe、Ni）的相当，这些过渡金属在环境（或相对较低）压强下可以形成Th7Fe3型结构（或类似）化合物。这表明Re尺寸大大减小促进了数百GPa超高压下Re7N3的形成。研究人员通过密度泛函理论计算了这些新相的电子能带结构、电子状态密度和电子定位函数，表明Re7N3是一种亚稳态金属，具有金属和离子键与某些共价成分的组合。Re7N3在远低于试验压强比如100GPa下是不能合成的。

图4. 高压下发现的新相

长期以来，人们一直认为高压对材料的化学和物理性质具有深远的影响并会导致具有奇异晶体结构的相的形成。IUPAC评选的2020年“十项将改变世界的化学创新”中就有高压无机化学（点击阅读详细）。本文的研究人员们通过创新性的实验装置与方法，成功将高压合成和结构研究的实验领域扩展到了宇宙级别的TPa范围，这对于探索类地行星和合成创新功能材料提供了新的见解，为新材料的发现和对新物理现象的观察打开了新的思路。

Materials synthesis at terapascal static pressures

Leonid Dubrovinsky, Saiana Khandarkhaeva, Timofey Fedotenko, Dominique Laniel, Maxim Bykov, Carlotta Giacobbe, Eleanor Lawrence Bright, Pavel Sedmak, Stella Chariton, Vitali Prakapenka, Alena V. Ponomareva, Ekaterina A. Smirnova, Maxim P. Belov, Ferenc Tasnádi, Nina Shulumba, Florian Trybel, Igor A. Abrikosov & Natalia Dubrovinskaia

Nature,2022, 605, 274–278, DOI: 10.1038/s41586-022-04550-2

（本文由Silas供稿）