利用第2章介绍的高压密度测量方法，首先对常温(298 K)条件下金刚石对顶砧压机样品腔的厚度进行了测量。实验中采用粒径5μm的红宝石球作为测压压标，通过千分尺(精度为1μm)测量两个砧面外侧的厚度，在每个压强点下多次测量求平均值。图7-5(a)和图7-5(b)分别为[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]升压和卸压过程中的对顶砧厚度随压强变化的关系。

从图7-5中可以看出，装有[C4mim][PF6]的样品腔厚度在约0.5 GPa时出现明显的拐点。苏磊等(Su et al，2010)发现常温条件下[C4mim][PF6]的压强相变点也在0.5 GPa左右，因此该拐点的出现与样品发生相变有关。显微照片显示样品腔从透明变为不透明，也证明了这一点。同时，相较于相变前，相变后增加同样的压强对应样品厚度的变化量明显变小，说明样品的压缩率变小，这符合物质固态压缩率低于液态压缩率的一般规律。

当压强达到最大值时，样品[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]实验中的对顶砧厚度分别为4.7005 mm和4.7135 mm。当卸压到常压时，其厚度别为4.7060 mm和4.7190 mm。所选用的金刚石的总高度H0为4.5770mm，由此可以得到卸压过程中样品的厚度tmax的值(单位mm)分别为

图7-5　加压和卸压过程中的金刚石对顶砧厚度[(a)[C4mim][BF4]，(b)[C4mim][PF6]]

根据第2章的内容，可以计算得到金刚石的形变量Dp，样品[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]实验中的金刚石形变量Dp随压强变化而变化的曲线如图7-6所示。

图7-6　金刚石形变量Dp随压强的变化关系[(a)[C4mim][BF4]，(b)[C4mim][PF6]]

由于整个实验过程压强不大，因此样品[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]实验中的金刚石形变量Dp与压强的关系基本成线性，拟合的结果(Dp的单位mm，P的单位GPa)分别为

拟合优度(R2)分别为0.98323和0.99918，说明回归直线对测量值的拟合程度较好。同时样品[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]的实验最大压强都约为3 GPa，其金刚石的形变量与压腔的关系基本一致，这充分地说明了该方法的可重复性和可靠性。(www.daowen.com)

利用式(7-5)、式(7-6)，可以获得任意压强下金刚石的形变量。因此，可以计算出加压过程中任意压强下样品的厚度t(P)(单位mm):

由此可以得到样品[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]实验中的样品厚度随压强变化的关系，如图7-7所示。

图7-7　样品的厚度随压强变化的关系[(a)[C4mim][BF4]，(b)[C4mim][PF6]]

样品腔的面积通过拍摄样品腔的显微照片获得。分别多次从上下两面对样品腔拍摄照片；利用测微尺的标准距离对图像中每个像素所代表的实际距离进行标定，从而获得样品腔的面积；对不同方向拍摄获取的样品腔面积取平均值，最终得到样品腔的面积，如图7-8所示。由于垫片进行过预压，并且整体压强并不是很高，因此样品腔的形变并不明显。在[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]的高压实验中，样品腔面积的变化趋势在初始加压时都呈逐步变小的趋势，而在随后的加压过程中样品腔面积的变化趋势并不一致。这可能是由于样品的不同造成的，[C4mim][BF4]直到3 GPa仍为液态，而[C4mim][PF6]在约0.5 GPa由液态转变为固态；另外，也可能与垫片初始预压厚度和样品腔初始状况有关。

样品腔的面积和厚度的乘积即为样品的体积，以Harris等(2005、2007)提出的278 K常压条件下的密度为基准，整个加压过程中样品腔中样品质量不变，可进一步计算出高压下的密度值，如表7-1所示。

图7-8　样品的面积随压强变化的关系[(a)[C4mim][BF4]，(b)[C4mim][PF6]]

表7-1　高压下[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]的密度(室温278 K)