运用三维离散元技术模拟落锤撞击下奥克托今颗粒的点火燃烧过程

炸药颗粒的点火燃烧过程一直是人们关注的热点问题。近年来，三维离散元技术在中尺度观测颗粒材料的动力学过程中拥有显著优势。炸药燃烧属于颗粒材料的反应动力学，运用三维离散元技术(DM3)可以有效地观测炸药燃烧传播的过程。以奥克托今(HMX)颗粒为例，本文成功模拟并观测到了HMX颗粒的燃烧反应程度，确定了颗粒开始燃烧反应的时间，以及燃烧反应传播的时间。同时，结合落锤冲击颗粒的三维图像以及其表观压强和放热功率，得到了HMX颗粒燃烧反应、燃烧传播的整个反应动力学过程，包括颗粒在冲击加载下碎化塑性变形的过程，颗粒燃烧反应放热的过程，落锤回弹颗粒喷射的过程等。同时，进一步说明了尖顶颗粒更利于颗粒点火，平顶颗粒有抑制颗粒点火的能力。     

在石英界面处液态水的冲击结构相变

利用轻气炮加载技术和光透射测量技术, 观测了冲击加载过程中水/石英界面处的水结构变化.实验发现,冲击条件(0.5—2 GPa, 335—375 K)下水在液相区内能够发生结构改变且起始于水/石英界面,结构改变的速率和程度与石英界面的特性有关.证实在固/液相边界一定区域内的液态水,在经历高温高压状态的变化中表现出特殊的相转变现象.同时,研究表明液态水结构转变的过程区分为明显的四个动力学阶段.     

兆巴高压下c向蓝宝石的冲击辐射研究

采用三层夹心靶结构,利用铜箔与抛光蓝宝石之间良好的接触条件,使用辐射式高温计在1.30～1.72兆巴压力范围内观测到c向蓝宝石的强冲击辐射。在1.30和1.72兆巴的冲击压力下,得到蓝宝石在0.633μm波长处的不透明系数为1.7 cm-1和5.0 cm-1。实验显示蓝宝石的冲击辐射随着冲击压力的增加而急剧增强。     

气炮加载实验中拉曼光谱技术的发展及应用

拉曼光谱技术已经成为静高压实验中诊断物质微观结构的重要手段之一。本文主要综述拉曼光谱技术在动态加载实验中的发展及应用现状。拉曼光谱技术和气炮加载技术相结合,由于采集信号时间短、杂散光强等,其技术难度比较大。迄今,仅有少数几个气炮加载实验室具备冲击拉曼光谱诊断能力。本文首先介绍了气炮加载拉曼光谱技术的发展历程,然后通过对现有文献的分析,总结出当前该技术的瓶颈。最后陈述了拉曼光谱在研究动态加载过程中透明介质微观结构变化方面的优势。     

高温高密度条件下氮分子三体关联效应与冲击压缩特性

 基于量子化学从头计算方法,计算了处于高密度条件下氮分子之间的两体排斥势和三体关联势,并采用球面平均近似求得了它们各自的高温平均势能值,得到了包括三体关联效应的等效两体势函数与分子间距的解析关系。借助分子流体微扰变分理论,并考虑van der Waals长程作用,分别采用总平均两体势和总等效两体势,计算了液氮的冲击压缩曲线。计算结果表明,在不需要考虑分子离解的压缩范围内（1～35 GPa）,三体关联效应的贡献使分子间总等效两体势函数比单独两个分子间总平均作用势函数明显软化,与实验Hugoniot数据结果一致。     

非饱和黏土平板撞击实验及状态方程的研究

利用口径为24mm的二级轻气炮实验装置,结合磁测速和光纤探针动态测试技术,分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验,试样的压力峰值区间为1.29~32.54GPa。实验结果表明,含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明显。当非饱和黏土受到冲击压缩时,孔隙被进一步压实,滞留在黏土孔隙中的水和空气来不及排出,从而与黏土中的固体颗粒一起,共同支配非饱和黏土的冲击压缩特性;而由于水的相对不可压缩性,导致黏土的可压缩性随着含水率的升高而下降。提出一种修正的三相混合物状态方程,对3种含水率试样的压力-密度曲线进行了拟合,结果表明,该状态方程能够较好地描述不同含水率非饱和黏土的压力-密度关系。     

块状密实铁/蓝宝石界面的冲击温度测量

 利用二级轻气炮技术并结合对称碰撞方法对铁样品进行了冲击加载，通过测量铁/蓝宝石的界面光谱辐射亮度获得该界面的冲击温度。实验中，采用了新的样品/窗口界面制备途径和更加可靠的高温计标定方法，有效地消除了直接接触界面的“尖峰”辐射现象，观测到了Fe/Al₂O₃接触界面的稳定辐射。实验结果表明，在164 GPa冲击压力下Fe/Al₂O₃的界面温度为（3 950±180） K。     

Reply to Comment on ‘Multi-shock Compression of Dense Hydrogen-Helium Mixture beyond 100 GPa＇

The data analysis method for the multi-shock experiments and the EOS model used in our recent Letter are inconsistent with what the comment conjectures and claims.     

冲击加载过程中苯的液—固相转变

利用一级轻气炮加载技术和最近发展的一种透光性测量技术,在线观测到液态苯在多次冲击压缩过程中透光性随时间变化特征.分析表明,导致透光性下降的原因是局部发生液—固相变而引起的光散射效应,且散射特征反映了相变过程的时间弛豫和空间积累特性.结果澄清了苯在冲击条件下液—固相变是否发生的争论,对冲击相变动力学研究提供了重要实验依据. 关键词： 苯 多次冲击压缩 液—固相变 透光性     

Electrical Resistivity of Silane Multiply Shock-Compressed to 106 GPa

Since Wigner et al. proposed that hydrogen would become metallic under sufficient pressure compres- sions in 1935,scientists have paid their attention on making metallic hydrogen at high pressures, and con- siderable progresses were made in theoretical and ex- perimental researches. Nellis et al. observed that the electrical resistivity of fluid hydrogen declined by several orders of magnitude when liquid hydrogen was multiply shocked to 140 GPa, and concluded that fluid hydrogen underwent metallization phase tran- sition from semiconductor to metal in their experi- ments. Although further researches should be carried out to distinguish the highly conductive state and the metallic state of fluid hydrogen, researchers have made great efforts to find new technical approaches to de- crease the threshold pressure for hydrogen metalliza- tion. For this purpose, hydrogen-rich compounds at- tract much attention. Some researchers believed that non-hydrogen elements in those compounds may re- duce, to some extent, the activation energy of met- allization by the effect of chemical pre-compression. Silane, a typical hydrogen-rich compound of group IV hydrides, has been the subject of most of the theoretical and experimental research so far, and it was also expected to be a potential candidate for a high-To superconductor at high pressure research.[61 Compared to hydrocarbons,[71 the chemical bonds in the silane molecule are theoretically more sensitive to pressure and temperature. At sufficiently high pres- sure and temperature, the fluid silane possibly be- comes some metallic alloy consisting of hydrogen and silicon elements. Theoretical calculations showed thatthe metallic transition for the silane system may oc- cur even below 100 GPa, while there are also some other later articles that claimed that silane would re- main an insulator up to around 200 GPa and became metallic and supconducting at 220 GPa with a theo- retical Tc of 16 K. Recently, Eremets et al. have re- ported that silane can transform to metal at 50 GPa,