冲击压缩下聚四氟乙烯电阻率及冲击绝热线的实验研究

 实验测量了国产聚四氟乙烯（SFB-1）在15~40 GPa冲击压力范围内的电阻率及冲击压缩线。主要的实验结果是：电阻率是冲击压力的单调递减函数，其数值在2.45×10⁵~1.73×10³ Ω•cm之间变化；冲击压缩线可用D=1.571+1.961u-0.0537u²表示（D，u分别为冲击波速度及粒子速度，单位均为km/s）。与其他作者发表的数据相比，发现不同制造厂家生产的聚四氟乙烯材料的电阻常数数值有一定的差别，但其以D-u关系表示的冲击压缩线没有出现可以察觉的变化。     

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。     

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。     

壬基酚聚氧乙烯醚的冲击压缩实验研究

 利用二级轻气炮对有机大分子乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚（C₃₅H₆₄O₁₁）进行了系列动高压加载实验。在11~42 GPa冲击压力范围内测量了7个Hugoniot数据。结果表明,在17.8 GPa处,该物质的Hugoniot曲线出现拐折。这一现象意味着在高温高压条件下,壬基酚聚氧乙烯醚体系的分子基团发生了结构性相变。     

冲击载荷下非晶态碳材料的动态响应模型研究

 在一维应变冲击加载条件下，采用两个石英压力传感器进行了双值应力历史测量，对非晶态碳材料的动态响应特性进行了分析研究。研究结果表明，非晶态碳材料的冲击响应是简单稳定的，在试验冲击应力范围内为非线性弹性响应，Hugoniot曲线呈上凸的，表明材料内部传播的不是一个冲击波而是一簇压缩波，因此可采用特征线方法来解该冲击波问题，并用Riemann积分法对冲击应力过程进行修正，得到材料更精确的Hugoniot方程。还采用COPS程序对该材料的冲击响应过程进行了数值模拟，数值模拟曲线与试验曲线是很吻合的。表明采用Riemann积分法处理是合理的，此方法可以在VISAR测量中得到应用。     

铝合金及碳酚醛平面靶在高速冲击下的动态响应

采用有限元方法研究了球形弹丸对铝和碳酚醛平板靶冲击，给出了动态响应的理论计算和图形分析结果。     

气动加热下高温陶瓷材料的表观辐射特性

建立了气动加热下高温陶瓷材料表面的辐射模型,采用控制容积法结合蒙特卡罗法模拟了不同条件下材料的温度分布与表观发射率、在分析等温条件下光学厚度、散射反照率、基底发射率和折射率对表观发射影响的基础上,考察了气动热流和散射反照率对材料内温度场与表观发射率的影响.结果表明,随着气动加热热流和散射反照率的增加,高温陶瓷材料内温度升高,表现发射率减小.     

低温冲击压缩实验中的装置与测试技术

一种改进的低温靶系统,包括低温靶体,超冷气流发生器及其控制器,气泡沸腾状态监控仪和阳极化铝冲击波同轴探测器,已经成功地引入基于二级轻气炮的低温冲击压缩实验.详细地剖析了其中的几种专用部件,讨论了相应的实验方法.最后,为了验证该系统,将液体CO2单质样品一次冲击压缩到22～60GPa(220～600 kbar)得到的Hugoniot数据与早先的实验结果进行比较.结果表明,改进后的低温靶系统结构合理、简单,操作安全,功能较多,成本较低.同时,利用本系统获得的液体CO2样品的冲击压缩数据精度高,重复一致性更好.很容易推广到凝点在300～77K范围内其它简单分子物质的冲击压缩实验.甚至有可能用于液氦(4K)或液氢(20K)温区的冲击压缩实验.     

冲击压缩下金属钯的结构相变

钯作为典型高压标定材料,研究其在极端条件下的结构变化以及热力学性质具有广泛需求并充满了挑战,特别是冲击加载下钯的固-固相变过程研究仍然匮乏.本文基于嵌入原子势,使用经典分子动力学方法从原子角度揭示了冲击载荷加载下钯的结构相变路径,在0—375 GPa的压力区间观察到一系列复杂的结构转变特征,从初始的面心立方(FCC)结构,至带密排六方(HCP)结构的层错体心立方(BCC)结构,直至完全熔化.在沿<100>晶向冲击下,在70.0 GPa发现了FCC-BCC相变过程,远低于之前研究中静高压的结果.此外,还发现了冲击方向依赖的相变点,在沿着<110>及<111>晶向冲击时FCC-BCC相变压力分别增加至135.8和165.4 GPa,同时相比完美晶体,引入缺陷会使FCC-BCC相变压强值有20—30 GPa的增幅,并通过势能分布的分析予以验证.本文发现冲击加载下钯的FCC-BCC相变压力大大降低的特殊现象,为钯在高压实验等极端条件下的应用提供了新的理论认识.     

冲击压缩下金属的电导率测量

 探索了一种在兆巴压力冲击压缩下测量金属电导率的新方法——四电极垂向引线法，并用刻槽单晶蓝宝石作绝缘腔体，以消除分流效应对测量结果的影响。用二级轻气炮作为加载手段，测量了铁在终态平衡压力为101～208 GPa压力区间内的电导率（电导率从1.45×10⁶ S/m变化到7.65×10⁵ S/m）。将测量铁电导率的压力范围扩展到了200 GPa以上。实验结果表明，关于金属电导率的Bloch-Grüneisen公式在高达200 GPa冲击压力下仍然有效（对于ε-铁）。     

冲击压缩下金属/窗口界面热弛豫过程的热阻模型研究

 研究了金属/窗口界面在冲击压缩下的热弛豫过程。从热阻模型出发，给出了弛豫时间常数与界面热阻以及材料热输运系数之间的函数关系。讨论了本文模型与Grover和Urtiew模型之间的关系。对两种不同的实验记录图像进行了解释，对产生界面热阻的原因进行了初步分析。     

轻气炮低温靶的结构及液态CO2冲击压缩特性的研究

 介绍了一种二级轻气炮的低温靶（温度可调范围为180～290 K）系统以及高纯度低温分子液体样品的制备技术。利用该项技术，我们在低温靶中成功地制备出了符合冲击实验要求的液态CO₂样品，并在20~60 GPa区域获得7个冲击压缩数据点。经分析发现，液态CO₂在30 GPa附近发生了冲击相变。     

内爆压缩加载下抗氢钢圆管剪切断裂研究

 介绍了对HR-2抗氢钢圆管在内爆压缩加载过程中的剪切断裂现象的初步研究结果。利用脉冲X光动态照相观测到抗氢钢圆管在压缩过程中发生了断裂；在回收破片中存在大量典型的剪切断口，对剪切断口进行了初步宏观分析。金相细观分析观察到HR-2抗氢钢中晶粒形状沿径向的变化规律；同时观察到了裂纹尖端的绝热剪切带及带内的微孔洞。     

氢在不锈钢及氧化铬膜复合体中的稳态渗透实验

本文介绍氢在ＨＲ－１不锈钢基体及镀有氧化铬膜的复合材料中的行为研究，包括基体的准备；膜的制备；用不同手段从不同角度对膜进行的分析测试；膜与基体之间的平均结合力测定；用不锈钢材料构成的高温低压渗透回路的建造、调试、密封性能校准；纯ＨＲ－１基体材料中的氢渗透规律研究；有膜复合材料中氢的稳态迁移过程的表现规律实验结果。它们与国外类似的实验符合得较好；膜的分析测试结果反过来对制膜工艺提供了很有用的反馈信息，氢渗透回路的性能通过了有关专家鉴定，主要技术指标已达到国际同类设备的先进水平。为下阶段更广泛深入的研究奠定了良好的基础。     

材料动力损伤的相似性

 从理论上推导了材料中空洞分布函数，阐明两种材料，Fe和Ta样品，受不同飞片速度冲击后，其空洞分布的相似性。从文献[5]中又发现，脆性材料的裂纹分布也具有同样的相似性，这说明理论分布函数可能具有普遍性。最后提出了这种性质的广阔应用前景。     

高温超导薄膜及器件应用

高温超导 ( HTS)氧化物材料具有层状晶体结构 ,这样它们除了具有较高的超导临界转变温度外 ,还有一些其它的特殊性质 .对这些性质研究利用 ,可使 HTS材料得到广泛应用 ,特别是 HTS薄膜材料 ,现在很多 HTS薄膜器件已得到成功应用 .     

超临界流体触媒作用下石墨-金刚石转变

 研究了超临界流体CO₂在石墨-金刚石转变中的触媒作用。实验中，采用Ag₂O作为流体触媒的先驱材料，在7.7 GPa压力下，Ag₂O在1 200 ℃分解成Ag和O₂，O₂与石墨套管在高温高压下反应形成CO₂超临界流体。研究结果表明，在7.7 GPa和1 500 ℃以上温度条件下，石墨在CO₂流体触媒的作用下可转变为金刚石晶体，在1 500～1 700 ℃温度范围内合成出的金刚石具有完好的八面体形貌，与天然金刚石的生长特征非常相似。     

富硼稀土硼化物NdB6的高温高压合成

 提出了一种在高温高压极端条件下合成富硼稀土硼化物NdB₆的新方法，即以稀土氧化物Nd₂O₃为钕源与单质硼反应的方法获得了稀土六硼化物NdB₆。并对合成产物进行了粉末X射线衍射分析。结果表明在配比为Nd：B＝1：6时，压力为4.0 GPa、温度为1 600 ℃、反应时间为15 min的条件下，获得了单相性非常好的NdB₆。高温高压合成NdB₆方法具有反应条件易达到、合成时间短、反应产物单相性好等优点。其XRD结果表明该合成产物为立方结构，晶格常数为a＝0.417 nm。     

LY—12铝高温屈服强度的测量

本文介绍LY-12铝合金在常温至400℃动载下(应变率为 10~3/秒),屈服强度的测试及研究。采用一维Hopkinson压杆实验装置及管式高温炉。利用一维应力波传播理论及应变片直接测量两种方法,得到了LY-12铝合金的屈服强度随温度变化的曲线。     

高温高压条件下石墨的再结晶与金刚石单晶的生长

 用电子显微镜观察到了在高温高压条件下再结晶石墨的形状随温度变化而改变的规律。实验表明：从石墨向金刚石的转变，与石墨在催化剂——溶剂合金中的再结晶状态有关，类球形再结晶石墨是转变成金刚石小单元的基础。金刚石晶体的不同形态及其多样化的表面结构表明金刚石单晶的生长具有比较复杂的过程。研究了具有一定规则形状由类球形再结晶石墨晶粒组成的聚合体，这种聚合体将在适当温度压力下转变成金刚石颗粒。本研究给出了生长粗颗粒、晶形完整的金刚石单晶的原则办法。