The sound velocities (compressional wave velocity [ V P ] and shear wave velocity [ V S ]) of four types of aluminosilicate glasses (Mg 3 Al 2 Si 6 O 18 (MAS), Ca 3 Al 2 Si 6 O 18 (CAS), Na 3 AlSi 3 O 9 (NAS), and K 3 AlSi 3 O 9 (KAS)) are measured using the ultrasonic technique at high pressures of up to 7.8 GPa. The V P and V S of MAS glass decrease up to a pressure of 2 GPa and subsequently increase with increasing pressure. The pressure dependence of the CAS glass velocities changes; V P remains almost constant when P ≤ 2 GPa and subsequently increases above 2 GPa. The minimum V S can be observed at approximately 2 GPa, which is similar to that in the case of the MAS glass. The sound velocities of the NAS and KAS glasses monotonically increase with pressure. The increments in the V P and V S of the KAS glass show less sensitivity when compared with that observed in the case of the NAS glass within the pressure range of our experiments. The differences in the properties of the modifying cations in the glasses, such as size ( [5] Mg 2+ < [~6−7] Ca 2+ ≈ [~6−7] Na + < [~9−11] K + ) and field strength (ratio of the charge to the square radius), can be considered responsible for each sound velocity trend. The effects of the cation field strength on the structure and elasticity of the aluminosilicate glasses could govern the pressure-induced change in sound velocities. The results indicate that the type and amount of cation control the elastic behavior of silicate glass under high pressure.

中文翻译：

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碱金属和碱土金属阳离子对铝硅酸盐玻璃高压声速的影响

四种铝硅酸盐玻璃（Mg 3 Al 2 Si 6 O 18 (MAS)、Ca 3 Al 2 Si 6 O 18 (CAS)、Na）的声速（压缩波速度 [ VP ] 和横波速度 [ VS ]） 3 AlSi 3 O 9 (NAS) 和 K 3 AlSi 3 O 9 (KAS)) 使用超声波技术在高达 7.8 GPa 的高压下进行测量。MAS 玻璃的 VP 和 VS 降低到 2 GPa 的压力，随后随着压​​力的增加而增加。CAS 玻璃速度变化的压力依赖性；当 P ≤ 2 GPa 时，VP 几乎保持不变，随后增加到 2 GPa 以上。可以在大约 2 GPa 处观察到最小 VS，这与 MAS 玻璃的情况相似。NAS 和 KAS 眼镜的声速随压力单调增加。在我们实验的压力范围内，与在 NAS 玻璃的情况下观察到的相比，KAS 玻璃的 VP 和 VS 的增加显示出较低的灵敏度。玻璃中改性阳离子性质的差异，例如尺寸 ( [5] Mg 2+ < [~6−7] Ca 2+ ≈ [~6−7] Na + < [~9−11] K + ) 和场强（电荷与平方半径的比率），可以被认为是造成每个声速趋势的原因。阳离子场强对铝硅酸盐玻璃结构和弹性的影响可以控制压力引起的声速变化。结果表明，阳离子的类型和数量控制了硅酸盐玻璃在高压下的弹性行为。玻璃中改性阳离子性质的差异，例如尺寸 ( [5] Mg 2+ < [~6−7] Ca 2+ ≈ [~6−7] Na + < [~9−11] K + ) 和场强（电荷与平方半径的比值）可以被认为是造成每个声速趋势的原因。阳离子场强对铝硅酸盐玻璃结构和弹性的影响可以控制压力引起的声速变化。结果表明，阳离子的类型和数量控制了硅酸盐玻璃在高压下的弹性行为。玻璃中改性阳离子性质的差异，例如尺寸 ( [5] Mg 2+ < [~6−7] Ca 2+ ≈ [~6−7] Na + < [~9−11] K + ) 和场强（电荷与平方半径的比值）可以被认为是造成每个声速趋势的原因。阳离子场强对铝硅酸盐玻璃结构和弹性的影响可以控制压力引起的声速变化。结果表明，阳离子的类型和数量控制了硅酸盐玻璃在高压下的弹性行为。阳离子场强对铝硅酸盐玻璃结构和弹性的影响可以控制压力引起的声速变化。结果表明，阳离子的类型和数量控制了硅酸盐玻璃在高压下的弹性行为。阳离子场强对铝硅酸盐玻璃结构和弹性的影响可以控制压力引起的声速变化。结果表明，阳离子的类型和数量控制了硅酸盐玻璃在高压下的弹性行为。