测量冲击压缩下绝缘材料电阻率技术的一个改进

 对A. C. Mitchell等的测量冲击压缩下绝缘材料电阻率的技术做了改进，其主要之点是，在测量电路中增加了一个记录冲击波进入试件的电支路，并在新支路中串接一个基准电阻。这样做的好处是：（1）便于提高试件电阻信号的电平，或提高试件电阻的可测上限范围；（2）可以用基准电阻的实测值对试件的实测电阻值进行校核；（3）可以同时测得试件中的冲击波速度值。文中还以聚四氟乙烯材料的实测结果为例，对本方法的特点做了初步讨论。     

33GPa压力以下液氩冲击温度的实验测量

 利用液氮冷靶系统制取液氩样品,以二级氢气炮作为加载工具,驱动飞片对液氩样品进行平面冲击压缩,实验测量了33 GPa冲击压力以下液氩的冲击温度。飞片速度由磁测速系统测量,冲击波速度和冲击温度用光纤耦合高温计系统测量,粒子速度采用阻抗匹配法计算得到。实验测得当冲击压力为33 GPa时,液氩的冲击温度超过10 000 K;而当冲击压力超过30 GPa时,冲击温度的上升趋势与理论计算相比明显变缓,该压力点正好与以前测得的冲击波速度-粒子速度曲线的拐点一致。     

用冲击电流计测量磁场装置的改进

用冲击电流计测量磁场的实验中，电路中一般存在着较大阻尼，造成光点偏转又慢又小，灵敏度低，本文提出改进措施，措施简单易于，效果好，可使光点偏转值增加到原来的４－５倍。     

冲击诱导金属铝表面微射流现象的微观模拟

采用嵌入原子势分子动力学模拟方法, 研究了金属铝表面沟槽在冲击下形成微射流的微观过程和动力学性质. 通过对模拟结果的统计分析, 获得了较宽冲击压力范围内微射流形态的变化规律, 以及相应的质量-空间分布和质量-速度分布变化. 基于原子中心对称参数, 分析了样品近表面非晶态转变和卸载熔化过程, 获得了卸载熔化对微射流质量及其分布的影响规律. 研究还发现: 样品熔化之前, 微射流质量与波后粒子速度呈线性增加关系; 卸载熔化出现后, 微射流质量开始迅速增加; 当卸载熔化速度足够快时, 金属强度效应可忽略, 此时微射流质量与波后粒子速度再次表现出线性增加关系.     

冲击加载下金属铝中氦泡演化行为的相场模拟

氦泡等缺陷对金属材料动态强度的影响一直是动态强度研究关注的重点。将相场方法引入冲击加载下氦泡演化行为研究中,通过与晶体塑性理论耦合,建立了可描述冲击下氦泡早期演化行为的介观模拟技术。应用该方法,针对含氦泡的金属铝材料,从介观尺度对氦泡的演化行为及其对位错集体演化行为的影响进行了研究。结果表明:氦泡结构的非均匀性导致局域应力集中和塑性变形集中,局域塑性变形集中会导致沿冲击波传播方向发射稀疏波;从能量守恒角度上看,在材料变形过程中氦泡生长与塑性变形呈竞争关系,塑性耗散的快慢直接影响氦泡的生长速率,使其发生改变。研究结果可为解读含氦泡材料的宏观屈服强度和层裂行为提供理论支撑。     

冲击状态下仍透明材料的冲击温度测量

 在对冲击作用下界面热传导特性进行分析的基础上,提出了一种在透明材料前加一高发射率特殊填层材料,通过其与透明材料的热平衡温度来确定透明材料的冲击温度的测量方法,并对氯化钠单晶在41 GPa压力下的冲击温度进行了测量。初步实验结果表明,用这种方法测量透明材料的冲击温度是可行的。     

冲击法测量磁感应强度实验的数字化解决方案

介绍了冲击法测量磁感应强度实验的基本原理,利用当今成熟的V／F变换技术和单片机技术,实现了对电压积分的测量,解决了冲击法测量磁感应强度实验的数字化问题．     

液态气体冲击压缩实验技术

 利用液氮制冷技术实现低温靶及气体样品液化,并通过二级轻气炮加载进行液态气体0～60 GPa的冲击压缩实验。较详细地讨论了制冷系统与样品靶、靶室内外各环节之间可靠的低温真空连接等工程问题,样品靶的温度调节与控制,液态气体样品的灌注及液体量（或液面） 的判断依据,样品压缩后的冲击波速度测量和电导率测量等技术问题。     

冲击作用下的摩擦力效应实验研究

针对摩擦力效应产生的机理, 本文设计了三种不同尺寸的试件进行SHPB实验, 得到了摩擦力效应对实验的定量影响, 在此基础上对混凝土的DIF进行了修正研究, 为混凝土抗冲击工程设计提供了参考依据. 关键词： 冲击 混凝土 SHPB 摩擦力     

Measurement on Effective Shear Viscosity Coefficient of Iron under Shock Compression at 100GPa

The oscillatory damping curve of a shock front propagating in iron shocked to 103 GPa is measured by use of two-stage light-gas gun and electric pin techniques. The corresponding effective shear viscosity coefficient is deduced to be about 2000 Pa.s from Miller and Ahrens＇ formula. The result is consistent with that of Mineev＇s data at 31GPa, while it is higher by five orders than the predictions based on the static measurements at about 5 GPa and 2000K and molecular dynamic simulation up to 135-375 GPa and 4300-6000 K, and the discussions are presented.     

基于第二粘性的Navier-Stokes方程组求解正激波结构

为考察气体第二粘性（体积粘性）对正激波内部流动的影响机制,数值求解含第二粘性的一维Navier-Stokes方程组.结果表明：第二粘性对激波内部的密度、热流和能量分布等物理量具有抹平效应,导致热流和熵流的峰值减小、激波厚度增加,体积粘性耗散的增加使得一部分机械能转化为内能;考虑第二粘性所计算的密度分布和激波厚度大为改善,与实验数据吻合较好;当马赫数为1.2≤Ma≤10,激波内部的Knudsen数满足0.12≤Kn≤0.4,对于马赫数Ma≤4.0的激波内部流动,考虑第二粘性的连续流Navier-Stokes方程组能够准确地模拟正激波结构.     

冲击加载下铝中孔洞长大的微观机理分析

 利用扫描电镜和透射电镜观测了冲击加载后高纯铝损伤状态孔洞的分布,发现在冲击波加载后,高纯铝中出现了大量的孔洞,孔洞大小多集中在百纳米尺度,分布不均匀,且呈现出带状形貌,局部区域的孔洞在冲击波作用下优先发展,孔洞长大,形成微米级的大孔洞。进一步的观测发现,在孔洞周围出现了大量的位错发射,发射方向位于{111}晶面上,是面心立方金属的密排面。运用分子动力学模拟进行了对比研究,验证了位错发射方向与观测结果是一致的。     

低冲击应力下脆性介质电阻率的实时测量

 冲击波压缩下材料宏观性质的变化与微观结构演化有着密切联系。通过改进对称差分电路测量方法,测量K9玻璃在失效破坏过程中的电阻率变化,研究了脆性介质在低冲击波应力下的损伤破坏机制。结果表明,随着冲击波在K9玻璃中传播,K9玻璃的电阻率逐渐下降;在7.6 GPa冲击压缩下,K9玻璃由最初的绝缘体状态逐渐转变为电阻率约420 Ω·m的稳定状态。     

Viscosity of aluminum under shock-loading conditions

A reliable data treatment method is critical for viscosity measurements using the disturbance amplitude damping method of shock waves. In this paper the finite difference method is used to obtain the numerical solutions for the disturbance amplitude damping behaviour of the sinusoidal shock front in a flyer-impact experiment. The disturbance amplitude damping curves are used to depict the numerical solutions of viscous flow. By fitting the experimental data to the numerical solutions of different viscosities, we find that the effective shear viscosity coefficients of shocked aluminum at pressures of 42, 78 and 101 GPa are (1500±100) Pa · s, (2800±100) Pa · s and (3500±100) Pa · s respectively. It is clear that the shear viscosity of aluminum increases with an increase in shock pressure, so aluminum does not melt below a shock pressure of 101 GPa. This conclusion is consistent with the sound velocity measurement.     

落球法粘滞系数测定仪的改进

为解决目前教学用落球法粘滞系数测定仪使用中出现的调节精度低、测量计算琐碎等诸多缺陷,我们改进了测定仪装置,通过增加光电传感器和光电计时器,使其更易于精准调节和测量,从而提高实验教学效率.     

钽铌合金材料的冲击压缩特性研究

 对一种新型的钽铌合金材料进行了冲击压缩特性实验研究，通过超声测量得到了其常态下的横波和纵波声速，进而计算得到了其相关的一些静态力学参量。通过二级轻气炮加载技术，得到其在60~196 GPa压力范围内的冲击Hugoniot线。这一测量结果与混合物叠加法估算的结果符合较好，并将这种新型合金材料的力学特性与两种钨合金材料进行了简单对比。比较结果显示，Ta-Nb合金材料是一种具有较好工程应用前景的材料。     

冲击压缩下甲烷-空气混合气体状态参数实验研究

 为研究强冲击状态下混入少量空气的甲烷气体的冲击状态参数,利用二级轻气炮加载技术,使加速到5 km/s的钨合金飞片撞击封装有常态下空气混入量依次为零（纯甲烷气体）、1%、5%、10%的甲烷-空气混合气体铝靶。采用六通道瞬态光学高温计记录冲击压缩气体的光辐射历程曲线,得到了相同初始条件下4种不同比例混合气体的冲击状态参数。结果表明,在强冲击压缩下,混合气体的冲击温度随着空气混入比例的增大而增高,冲击波后混合气体存在非平衡辐射过程。采用Saha电离平衡方程,对空气混入量为10%的混合气体的电离度进行了估算。结果表明,常态下空气含量C_air≤10%的甲烷 空气混合气体具有电探针保护能力。     

陶瓷材料在压剪联合冲击加载下动态响应的实验研究

 应用57 mm压剪炮和双磁场IMPS粒子测试系统对95%的Al₂O₃陶瓷材料在压剪联合加载条件下的力学行为进行了实验研究,测量得到了材料内部压缩波（P波）、剪切波（S波）的加载、卸载和传播规律。对剪切波的衰减随载荷的变化进行了研究,初步得到95% Al₂O₃陶瓷材料在压剪联合载荷冲击下发生损伤的纵向应力阀值是4.86 GPa。     

一种新的氮化碳相的冲击波合成

 为了合成理论预测存在的高密度氮化碳相,以富氮的C-N-O非晶材料和晶态的双氰胺为前体,在低于50 GPa的冲击压力范围内进行了一系列冲击回收实验。回收产物的XRD衍射表明,形成了由β-C₃N₄和一种新的氮化碳相组成的复合相。该新相的衍射峰可以完全指标化为一个单斜晶胞,晶胞常数为a=0.981 nm,b=0.723 nm,c=0.561 nm,β=95.2°,晶胞体积V_cell=0.396 6 nm³。根据实验结果可以认为,氮化碳复合相的形成是前体有机分子在瞬态的冲击波化学反应后,经历了极高速的冲击淬火过程（约10⁹ K/s）,作为一种高压亚稳相而被保存下来。冲击压缩富氮的有机物前体,是合成氮化碳相的一种新方法。