表3-4 C2/m，P21/m和P6/mmm三个结构的体弹模量B(GPa)、剪切模量G(GPa)和杨氏模量E(GPa)、弹性各向异性常数B/G和泊松比ν 11

1 绪论

1.1 材料在压力下的性质

人类社会的发展进程，离不开材料的应用与发展。人们将各种材料应用于社会中的生产制造中，并不断发现新的可替代材料去改变能源不足现状。我们通常把自然界中存在的材料按照导电性进行划分，分别得到导电性较高的导体、中性的半导体以及几乎不导电的绝缘体。认清材料的某些方面的性能，将对今后相关领域的研究提供便捷。尤其在当下，半导体材料已经占据了研究的大部分方向，它在某些方面的独特的性能使得其在功能材料领域中被研究者长期关注，且将在今后研究领域中颇具潜力。    

高压，作为一种极端性条件，不但可以使物质发生多种相变，还能呈现出一些奇异的量子现象，而且为新材料的合成提供有效途径。材料在压力的作用下，内部原子之间的相互作用非常复杂，并且能表现出与常压下迥异的性质。常压下的理论不一定能解释高压下的现象，因此面临着严峻的挑战。多年来，人们一直致力于探索高压下物质的行为并揭示其中物理现象和规律。现今社会，人们逐渐将研究重点转向高压上来，因为它是现代科学研究的一个十分重要的方向。

1.2 碱金属IVA族化合物

IA族的碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫与IVA族元素包括碳、硅、锗、锡、铅和鈇形成的化合物具有广泛的用途，且大部分碱金属IVA族化合物的原料来源丰富，特别是碳、硅等元素在地球上含量较多，如果人类将其价值得到充分地利用，那么将会对当今科技发展带来巨大变化。

近年来，碳化物因其独特的物理和化学性质吸引了越来越多研究者的关注。过去，碳化物陶瓷（碳化硅、碳化钨、碳化钛等[1-6]）由于其具有高熔点、高硬度、良好的导电导热性能、高热稳定性和机械稳定性，在冶金、航空和催化反应等领域被广泛应用于耐磨耐火材料和切削刀具。目前，许多碱金属碳化物的物理性质已经被报道，如角分辨光电子能谱[7-8]、拉曼光谱[8] 、核磁共振(NMR)[8]、比热、低能量的光电子能谱[9] 、金属反射[10]、各向异性导电性[10]和光谱测量。实验上已经用角分辨光电子能谱[7, 11]和X射线光电子能谱对电荷转移效应进行了研究。

目前所发现的一些金属硅化物，经过研究表明，这些金属硅化物的共同特点是，它们的熔点都很高（大部分都在1500℃以上），电阻率低(大约是7-10Ω·m)即导电性好，而且硬度高，这些优良的特性无疑为金属硅化物的应用带来极具潜力的应用前景。近几年，也正随着半导体材料研究的热度，人们对金属硅化物的研究也产生了极大的关注。此外，金属硅化物还具有高温抗氧化性和传热性能，相关研究逐渐开展起来。MoSi2目前已经在工业化生产上得到了应用，因此，在不久的将来，其他金属元素与硅形成的金属硅化物也将逐渐推广到社会生产应用中去，而它们将以自身优良的性能造福于人类的生活，而金属硅化物的制备将成为一种发展趋势*优尔^文,论.文|网www.youerw.com。

1.3 Li-Si系统的研究趋势

相较于传统的第二代电池，如铅酸，镍镉和镍氢金属，锂离子电池有更高能量密度论文网，更高的体积(operating voltages)，更低的自放电(self-discharge) [12,13]。室温下，当金属被极化到 Li+离子中含有液体有机电解质来提供足够的阴极势能时，锂能够与大量金属M(M = Mg, Ca, Al, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Pt, Ag, Au, Zn, Cd, Hg等)形成已知金属的相(LixM) [14]。近年来，由于硅化物具有独特的物理性质，吸引了越来越多学者的关注。在硅的第一、二主族金属化合物中，亚点阵呈现出各式各样的形式[15]。硅在理论上有4008 m A h / g-Si(9339 A h / L-Si)的大容量，超过了石墨的十倍[16,17]，而且是地壳中含量第二多的元素，因此最有可能成为未来可再充电池的阳极材料之一。因此，对Li–Si系统的基础研究有助于解决循环利用问题。安全储氢可被用于燃料电池，汽车和机动车[18]。在这些领域中，Li-Si化合物成为了安全储氢材料的候选者。