实现应变率为105~106 s-1的阻抗梯度飞片复杂加载波形计算分析

为了在气炮上实现应变率为105~106 s-1的复杂加载技术研究，采用自行研制的拉格朗日程序MLEP(multi-material Lagrangian elastic-plastic)对Al-Cu-W材料体系的阻抗梯度飞片复杂加载不锈钢靶板进行数值模拟，计算设计并分析了阻抗梯度飞片的厚度和密度分布指数对靶板压力、速度和应变率峰值等波形的影响。结果表明:密度指数分布越大，加载时间越短，加载后期的压力、速度和应变率峰值曲线更陡峭；同时, 为了避免靶板/LiF窗口界面反射的稀疏波早于阻抗梯度飞片后界面反射的稀疏波达到碰撞面位置，计算设计中还考虑了飞片厚度的影响。此外，对基于理论设计的阻抗梯度飞片进行了动态考核实验，实验结果基本反映了预期的设计，为材料强度的测量奠定了基础。     

准等熵压缩实验中金属铝的热力学耗散分析

为获取高压下材料的纯热力学压力-比容参考线和完全物态方程,减去应力-应变曲线中的其它信息,对准等熵压缩实验中由加载应变率引起的黏性耗散和热传导引起的热耗散做了分析讨论。基于反积分计算和流体动力学积分计算相结合的方法,根据激光加载(约108 s-1)和磁驱动准等熵压缩(约105 s-1)的实验数据,对材料声速、应力-应变曲线、温度和熵增等物理量进行计算,分析了不同应变率与该物理量的关系;还对热传导和SCG本构模型进行了计算,分析了热传导引起的温度变化对材料屈服强度、剪切模量和拉格朗日声速的影响。结果表明:激光加载实验中,应变率引起的温升差异约为180K,熵增差异约为250J/(kg·K),热传导导致温度下降40K;磁驱动准等熵压缩应变率较低,引起的熵增变化小于8J/(kg·K)。     

磁驱动准等熵平面压缩和超高速飞片发射实验技术原理、装置及应用

利用脉冲大电流产生随时间平滑上升的磁压,实现对样品的准等熵平面压缩和超高速飞片发射,是近十年来发展和完善起来的一种新型的强动态斜波加载技术(ramp wave loading).本文简述了其原理、加载装置及数据处理方法等方面的研究进展,同时着重评述利用该技术和方法开展高压物态方程、材料动力学响应方面的研究进展,并对该技术在冲击动力学、天体物理和高能量密度物理等方面的应用前景进行了展望.     

电磁驱动45钢准等熵压缩的实验研究

在已有的众多准等熵加载技术中,磁驱动准等熵加载技术具有准等熵程度高、压力范围大、实验材料种类多、效费比高等特点。利用中物院流体物理研究所建成的磁驱动准等熵压缩和高速飞片实验装置CQ-1.5(最高加载压力为50GPa),成功开展了45钢的准等熵压缩实验,对装置的主要参数进行了介绍;利用激光干涉测试系统DPS获得了45钢飞片的自由面速度历史,通过反积分处理给出了材料准等熵压缩的p-V关系。通过分析实验数据,获得了45钢3种形式的等熵方程的参数。实验获得的最高等熵压力为47.5GPa。     

反射率的数值反演

通过分析热流边界条件下的一维热传导过程,提出并实现了由后表面温度变化历史曲线反演前表面反射率变化历史曲线的数值方法。通过一维热传导的正向和反演计算过程,验证了反演程序的可靠性。对数值反演计算和实验测量两种方式得到的反射率曲线进行了对比,结果显示,两条反射率曲线在变化趋势上符合较好,初步验证了一维温度场中数值反演方法的可行性。     

带空腔爆轰产物驱动准等熵加载技术与反积分数据处理技术

化爆加载技术常用来研究材料在冲击作用下的动态响应特性。通过在炸药与样品之间留一段空 隙的办法,实现爆轰产物驱动的无冲击加载飞片技术用于研究材料在弱冲击或无冲击加载条件下的动态响 应特性,利用二维程序模拟了整个实验过程,提出了装药直径对实验结果的影响。并利用反积分数据处理技 术对实验数据进行了处理与分析。     

PANI的内光电发射

利用电化学方法在自组装一层对氨基硫醇（PATP）的金电极上制备三种氧化还原态的聚苯胺（PANI）膜，PANI底层比较致密，表面呈山包状，该膜在K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6溶液的循环伏安图表明了部分氧化氮PANI膜具有良好的电子传输性能，从光电流谱得到氧化态PANI的禁带能为1．45eV，首次发现部分氧化态PANI膜的光电流谱遵循Fowler定律（IPCE^1/2-hv呈线性），具有内光电发射的性质，通过Fowler图得出部分氧化态PANI的绝缘母体的禁带宽度为3．33eV，并且证实该绝缘母体为还原态PANI，从Mott-Schottky图昨到部分氧化态和还原态PANI的平带电位都为0．63V(vs,SCE)，提出了和PANI的颗粒金属岛导电模型一致的内光电发射机理来解释部分氧化态PANI的光电化学过程。     

TiO2-聚苯胺复合膜的光电化学

利用电化学方法制备了TiO2-聚苯胺(PANI)复合膜.该膜具有比TiO2或PANI膜更宽的吸收谱区,并且不同于利用聚苯胺光敏化的TiO2膜,表现为两者复合材料膜的性质.扫描电镜图表明,TiO2微粒不完全覆盖着PANI膜.根据TiO2微粒光电流谱带的阈值能可得复盖在部分氧化态聚苯胺膜上的TiO2微粒的禁带宽度为3.0 eV.部分氧化态聚苯胺膜的光电流谱遵循Fowler定律(1/2～hυ成线性).通过Fowler图得出部分氧化态聚苯胺的绝缘母体禁带宽度为3.33 eV,并证实该绝缘母体为还原态聚苯胺.从Mott-Schottky图得到在0.05 mol/L K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6溶液中(pH=8.52)部分氧化态聚苯胺的平带电位为0.13　V,掺杂浓度为5.3×1018　cm-3;TiO2-PANI复合膜的平带电位为-0.65 V,掺杂浓度为9.1×1019 cm-3.解释了TiO2-PANI复合膜的光电化学过程并描绘出其能带图.利用TiO2-PANI复合膜能够有效地光降解苯酚溶液.     

电化学组装法制备对-巯基苯胺/聚苯胺纳米有序导电聚合物膜

提出了制备二维纳米有序有机导电聚合物膜的新方法－电化学组装法,应用该方法在电位脉冲的作用下使苯胺聚合到对－巯本胺修饰的金电极上,获得了致密、有序的对－巯基苯胺／聚苯胺导电寡聚物薄膜。