冲击加载条件下融石英对水的凝固相变的诱导效应

利用轻气炮冲击加载手段和透光性在线测试技术研究了融石英对水的再冲击结冰相变过程的影响.实验结果表明,当再冲击压力为1.28 GPa时,与融石英直接接触的水会发生凝固相变,而与融石英不接触的水在约2 μs观测期间仍然保持液相,证实融石英对水的冲击凝固相变过程产生了明显的诱导作用.同时还给出了相变动力学的解释. 关键词： 冲击 水 相变     

冲击加载下液态水的结构相变

在一级轻气炮上,利用冲击波加载技术结合光透射测量技术获得了水在1—1.6 GPa压力范围内的透射光谱.结果表明,透射光变化是由于在冲击压缩过程中,液态水结构在P=0.9 GPa左右存在的不连续引起的,与文献报道结果一致.结合热力学计算结果和水的相图表明,该变化可能是压力导致液态水由低密度到高密度态的转变所致.实验为在线研究液态水和其他分子液体的结构相变提供了新的途径和方法.     

动态荷载下石英玻璃的透光性及损伤演化研究

在一级轻气炮上,利用光透射测量技术观测了石英玻璃在冲击（低于它的Hunoniot弹性极限）以及冲击后再卸载过程中的透射率随时间变化特征.发现石英玻璃在18 GPa附近的冲击条件下,15 μs内保持了良好的透明性.但处于压缩透明状态的石英玻璃在卸载波的作用下其透明状态仅维持约07 μs,透射率在随后的08 μs内下降了约30%.这一现象是由石英玻璃在卸载波的作用下发生损伤所致.透光性的时间效应与玻璃中局部损伤及演化特性密切相关,球状粒子的生长和散射模型对这一现象给出了合理解释.对Dolan等人［关键词： 石英玻璃 冲击 卸载 散射     

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.     

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     

石英玻璃中导带电子的光吸收

分别用二阶和三阶微扰理论计算了 １９３ｎｍ 、３５５ｎｍ 激光照射下石英玻璃中导带电子的单光子吸收速率和双光子吸收速率。结果表明,电子空穴散射参与的单光子吸收和声学声子参与的双光子吸收都是材料中导带电子吸收激光能量的重要过程。     

Fe-C合金中形变诱导动态相变的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗（MC）方法模拟了Fe-C合金在奥氏体-铁素体相变的平衡温度之上的形变诱导动态相变过程.通过建立合适的MC规则,在一个MC模型中同时实现了奥氏体-铁素体相变、铁素体-奥氏体逆相变以及奥氏体动态再结晶过程的模拟.同时,一个基于矢量变换的拓扑模型被嵌入此MC相变模型,用来跟踪由于塑性变形导致的晶粒形貌变化.在此基础上模拟分析了动态相变过程中铁素体的形成特点,讨论了由于相变、逆相变和动态再结晶交互作用所带来的影响. 关键词： 形变诱导动态相变 蒙特卡罗模型 动态再结晶 介观模拟     

石英玻璃中5.0 eV吸收带的起源

从吸收强度的角度出发研究石英玻璃中５．０ｅＶ光吸收带的起源。利用实验和理论给出的非驰豫氧空位缺陷态的能级,并以第一原理计算得到的石英玻璃导带电子态密度为基础,计算了５．０ｅＶ线性吸收系数。理论结果与实验结果符合得比较好,人而支持了非驰豫氧空位缺陷态是石英玻璃中５．０ｅＶ光吸收带的起源的观点。     

多次冲击加载-卸载路径下铁α-ε相变动力学特性研究

采用气炮作为加载手段,结合反向碰撞技术和多台阶三层组合飞片技术,通过精细的样品/窗口波剖面测量,对典型加载-卸载-再加载路径下铁的相变动力学特性进行了研究.观测到一次卸载阶段的多波结构及再加载段的双波结构.获得首次逆相变阈值约为(11.3±0.5)GPa,首次加卸载相变特征时间为30 ns;再加载相变起始压力为10—1...     

石英玻璃中导带电子的光吸收

分别用二阶和三阶微扰理论计算了193nm、355nm激光照射下石英玻璃中导带电子的单光子吸收速率和双光子吸收速率。结果表明,电子空穴散射参与的单光子吸收和声学声子参与的双光子吸收都是材料中导带电子吸收激光能量的重要过程。     

石英玻璃低能质子辐照损伤动力学研究

地面模拟研究了JGS3光学石英玻璃在真空、热沉和能量低于200keV的低能质子辐照下表面光学性能变化的基本规律．并建立了辐照损伤色心演化的动力学唯象模型。试验结果表明．大通量低能质子辐照对石英玻璃表层具有明显的表面损伤效应。随着辐照吸收剂量的增加,光密度变化先以线性规律迅速增加．加进一步增加时逐渐呈现饱和趋势;采用较高能量辐照作用后光密度变化出现饱和趋势的拐点提前,且饱和数值降低。根据对试验结果的分析,建立了低能质子辐照下石英玻璃色心演化的动力学模型．并给出了光密度变化的表达式。采用模型结果进行数学模拟,模拟曲线与试验结果曲线相似。因此所建立的动力学模型可以用来定量描述低能质子辐照下石英玻璃光学性能随辐照吸收剂量的变化规律。     

石英亚沸蒸馏器蒸馏浓缩富集FAAS法同时测定自来水中的铅和镉

把分析测试工作中常用来制备高纯水的石英亚沸蒸馏器用于浓缩富集自来水中的铅、镉,并用火焰原子吸收光谱法对铅、镉进行测定.     

Glass Transition Behavior and Dynamic Fragility of PMMA-SAN Miscible Blend-Clay Nanocomposites

An investigation of the segmental dynamics and glass transition behavior of a miscible polymer blend composed of poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(styrene-ran-acrylonitrile) (SAN) and its melt intercalated nanocomposite by dynamic mechanical analysis is presented. The principle goal was to address the effect of intercalation on local molecular structure and dynamics. The results showed that the intercalation of polymer chains in the galleries of organoclay (Cloisite 30B) led to a lower temperature dependence of the relaxation time (fragility) and activation energy of α-relaxation. Moreover, calculation of the distribution of the segmental dispersion showed a narrower dispersion in the glass transition region so that the Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) distribution parameter (β_KWW) increased from 0.21 for neat PMMA to 0.34 for the 50/50 PMMA/SAN blend nanocomposite containing 3 wt% organoclay. Furthermore, the relaxation behavior of the blends showed a negative deviation from mixture law predictions based on the responses of the neat PMMA and SAN. These behaviors were attributed to the lack of specific interactions between the blend components (PMMA, SAN, and nanoclay layers) and the less cooperative behavior, i.e., less constraint for segmental relaxation, of the intercalated chains.     

旋转锥镜散斑剪切术测量动态扭率和斜率

采用旋转锥镜技术，进行激光散斑剪切照相，测量变形物体的动态扭率和斜率，拍摄一幅散斑图可获得扭率和斜率动态变化的全过程。     

20 GPa斜波压缩下PBX-14炸药的动力学响应

利用磁驱动加载实验技术和激光干涉测速技术,开展了未反应固体TATB基PBX-14炸药的斜波压缩实验,获得了20 GPa峰值压力下PBX-14炸药的后表面速度波剖面实验数据。基于阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法处理实验数据,获得了0~20 GPa压力范围内PBX-14炸药的压力-相对比容关系、高压声速-粒子速度关系等动力学特性参数。结合等熵状态方程和由实验获得的动力学参数,对PBX-14炸药的斜波压缩实验过程开展了一维流体动力学数值模拟,计算结果与实验结果吻合良好,验证了本实验方法、数据处理方法及选取的物理模型的正确性。     

激光诱导玻璃内部金纳米颗粒的析出及光谱

使用钛宝石飞秒激光引发和热处理相结合，实现了在含有金离子的硅酸盐玻璃内部，有空间选择性地析出金纳米颗粒。对吸收光谱的研究表明，随着热处理温度的升高，吸收峰强度增大且红移；随着激光功率密度的增大，金纳米颗粒也增大。在特定的激光和热处理条件作用下，可以在玻璃内部有空间选择性的使金离子还原后聚集，形成金纳米颗粒，具有量子尺寸效应。改变激光功率和热处理温度可以控制所析出的金属纳米粒子的尺寸，从而实现多色显示，飞秒激光诱导金纳米颗粒具有稳定性，颜色具有持久性。     

低温铝诱导晶化制备纳米晶硅薄膜的物相和光学性能研究

采用射频磁控溅射镀膜系统,在玻璃衬底上制备了非晶硅(α-Si)/铝(Al)复合薄膜,结合氮气(N₂)气氛中低温快速光热退火制备了纳米晶硅(nc-Si)薄膜;利用光学显微镜、共焦光学显微仪、X射线衍射(XRD)仪、拉曼散射光谱(Raman)仪和紫外-可见光-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR)对纳米晶硅薄膜的表面形貌、物相及光学性能进行了表征,研究了退火工艺对薄膜性能的影响。结果表明： 300 ℃,25 min光热退火可使α-Si/Al膜晶化为纳米晶硅薄膜,晶化率为15.56%,晶粒尺寸为1.75 nm;退火温度从300 ℃逐渐升高到400 ℃,纳米晶硅薄膜晶粒尺寸、晶化率、带隙逐渐增加,表面均匀性、晶格畸变量逐渐减小;退火温度从400 ℃逐渐升高到500 ℃,纳米晶硅薄膜的晶粒尺寸、晶化率继续增加,带隙则逐渐降低;采用纳米晶硅薄膜的吸光模型验证了所制备的纳米晶硅薄膜的光学特性,其光学带隙的变化趋势与吸光模型得出的结果一致。     

斜波压缩下锡的相变动力学特性

利用磁驱动加载装置(CQ-4)和高精度速度测试装置(DPV),开展了斜波加载下锡的动态压缩实验。实验结果表明:锡在加载阶段经历了弹塑性转变和相变等物理过程,相变压力约为7.5 GPa。β–γ相变对应的特征速度随着锡厚度的增加,从676.3 m/s减小到636.8 m/s,对应的压力从7.62 GPa降低到7.11 GPa。结合Hayes多相状态方程和非平衡相变动力学模型,对锡的斜波压缩实验过程进行了模拟,数值计算结果可以较好地描述锡在加载阶段的弹塑性转变和相变等物理过程。讨论了体模量在不同热力学过程中的物理形式,计算结果显示,斜波压缩过程需考虑压力对体模量的修正。分析了相变弛豫时间、体模量等典型物理参数对速度波形的影响,结果表明,相变弛豫时间和各相初始自由能主要影响混合区部分速度波形,γ相的体模量参数只影响相变后的速度波形,β相的体模量参数会影响整体速度波形。     

Influence of Hollow Glass Microspheres Modified by a Rare-Earth/Titanium Coupling Agent on the Nonisothermal Crystallization of Polypropylene

Hollow glass microspheres (HGMs) were surface modified by a rare-earth/titanium coupling agent. Then polypropylene/HGMs composites were prepared by the method of melt blending. The nonisothermal crystallization of the polypropylene (PP) and its composites were investigated by differential scanning calorimetry. The results showed the modified HGMs caused a decrease in the peak crystallization temperature and onset crystallization temperature. Further analysis of the nonisothermal crystallization kinetics, by using the Jeziorny and Mo equations, showed that the crystallization rate rose with increasing cooling rate. Moreover, the presence of the modified HGMs slightly increased the crystallization rates of PP.