无氧铜平面冲击波实验的锰铜应力计测试

 利用纵向锰铜应力计,对无氧铜（OFHC）材料进行了层裂实验,得到了典型的层裂信号;同时测量试件中的纵向应力和横向应力,直接确定了其流动应力。对实验结果与理论计算结果进行了比较,讨论了高压、高应变率下的强度模型以及横向应力计测试问题。     

镀膜锰铜计的压阻性能研究

 用磁控阴极等离子体溅射技术在云母基底上制作镀膜锰铜压阻计。5~56 GPa冲击应力的标定实验表明，该计的压阻性能稳定。压阻系数的拟合式为p(GPa)=-0.14+90.63(ΔR/R₀)+10.81(ΔR/R₀)²-7.64(ΔR/R₀)^3，式中R₀为锰铜计初始电阻，ΔR为受压时的电阻变化值。     

高导无氧铜的高压与高应变率本构模型研究

基于Y/G及G/B为常数的假设,构建了高导无氧铜的七种高压与高应变率本构模型.对于高导无氧铜进行了平面冲击波试验,采用纵向与横向锰铜应力计记录了试件中的纵向与横向应力,从而得到了屈服应力历史.用所构建的七种本构模型进行了数值模拟,并与高导无氧铜的平面冲击波试验结果进行比较.结果表明,平面冲击波载荷下高导无氧铜的屈服强度对于压力、密度、温度以及塑性应变的依赖性是本构描述的关键.而由Hopkinson试验取得的高导无氧铜高应变率本构模型,并不适合描述平面冲击波载荷下的本构特性. 关键词： 本构模型 高导无氧铜 平面冲击波试验 锰铜应力计     

阵列式薄膜锰铜计的动态压阻响应研究

 利用直流磁控溅射薄膜工艺制备阵列式薄膜锰铜压阻计,以氧化铝作为基片和绝缘封装材料。在结构上,4个具有相同阻值的薄膜锰铜计在同一氧化铝基片上呈对称分布。51.72 GPa压力下的动态加载实验表明,4个计的压阻一致性好,无高压旁路效应,验证了薄膜锰铜压阻计动态测试的准确性和可靠性。     

Soda lime玻璃材料中失效波形成和传播研究

 为了研究冲击载荷作用下Soda lime玻璃材料中失效波的形成和传播,通过轻气炮加载平板撞击实验,采用双螺旋锰铜压阻传感器,在一发实验中同时测量4种不同厚度试件背面与有机玻璃背板间界面处的纵向应力时程曲线,根据测量结果得到试件中失效波的传播轨迹。通过改变碰撞速度,对不同加载条件下的失效波形成和传播规律进行了研究,结果表明,Soda lime玻璃材料在冲击作用下产生失效波所需的延迟时间随冲击载荷的增加而减小,失效波传播速度随冲击载荷的增加而增加。最后采用弹性微裂纹统计模型描述冲击载荷作用下Soda lime玻璃的破坏机制,并将模型嵌入LS-DYNA有限元程序中,模拟试件在不同加载条件下的平板碰撞,所得横向应力和自由面粒子速度曲线均可用于表征失效波破坏现象。根据数值模拟结果分析失效波的传播轨迹,与实验测量结果符合较好。     

镀膜锰铜压阻计结晶问题研究

 用磁控溅射低温沉积镀膜技术制做锰铜薄膜,能够保持薄膜中锰、铜、镍成份的相对稳定和锰铜合金正六面三元固溶体金相结构的特性。但是,锰铜镀膜的结晶晶粒度与工业生产的锰铜合金还有较大差别,宏观物理量表现为：电阻率偏高,冲击压阻系数偏小。真空加热到673 K对锰铜镀膜进行热处理1 h,可以使晶粒尺寸平均增加约20%,电阻率减小一半,0～80 GPa冲击波加载动态标定实验显示：压阻系数增加到2.0～2.6 （10^-2 GPa^-1）,接近轧制薄箔锰铜计的水平。     

LY12-M铝中冲击波衰减机理的实验研究

 应用锰铜压阻计测量了峰压为4.92 GPa的平面冲击波在LY12-M铝中的衰减规律，对试样进行了正电子寿命谱探测和维氏显微硬度测试，分析了位错等缺陷对冲击波非流体动力学衰减的影响，同时还对LY12-M铝的冲击硬化效应进行了探讨。     

冲击载荷下Al2O3抗弹陶瓷的力学性能实验研究

 通过静力学实验得到了Al₂O₃抗弹陶瓷的弹性模量和泊松比。通过一维平面撞击实验，在Al₂O₃抗弹陶瓷材料中进行了冲击波速度、飞片速度的测量和纵向应力、横向应力测量，得到了Al₂O₃抗弹陶瓷的冲击波D-u_p关系，以及抗弹陶瓷在3~11 GPa压力范围内相应的横向应力和纵向应力关系曲线，并根据这一曲线得到了抗弹陶瓷的纵向应力与剪切强度的关系。     

混凝土材料动态力学性能实验与数值模拟研究

 利用轻气炮对素混凝土材料进行了3种不同冲击速度下的动态力学性能实验,得到了时间-应力曲线,随后利用软件进行数值模拟,将模拟结果与实验结果进行比较,解释了飞片和靶板破坏过程中波的传播过程。通过分析发现：混凝土材料表现出明显的率相关性、滞后效应和应力波的衰减特征,这些与材料内部损伤的演化密切相关;混凝土材料在压缩波、边侧稀疏效应和左、右自由表面反射拉伸波的共同作用下,最终形成宏观破碎;实验中靶板尺寸设计合理,有效避免了边侧稀疏效应对锰铜压阻计测试信号的影响。     

钨合金的层裂强度研究

 用压缩空气炮做冲击加载装置研究一种钨合金的层裂特性,加载应力峰值为5~10 GPa,加载应力时间宽度为0.2~0.6 μs。实验用钨合金由粉末热压烧结制成,是一种均匀混合材料。它的成份重量百分比为W（90%）、Ni（6.8%）、Fe（2.7%）和Cr（0.5%）。由锰铜压阻计测量样品靶后界面应力历史表明,此种钨合金的层裂强度与拉伸应力率的平方根呈单调递增关系,与加载应力峰值无关。回收样品的金相分析结果表明,此钨合金的拉伸断裂主要发生在铁镍混合物部位,钨晶粒的穿晶断裂只占很小部分。断口上的“杯状”凹坑表明,它主要属延性断裂机制。     

Thermal stresses in layered barium titanate-based semiconductor ceramics

Thermal stresses emerging in a barium titanate-based semiconducting ceramic during heating by electric current are studied using numerical methods. It is shown that the highest tensile stresses are formed in the plane equidistant from the electrodes. The values of these stresses can be as high as 70 MPa, which is commensurate with the critical stresses. A method is proposed for reducing stresses by developing thermistors with a layered structure.     

Simulation of electron solid interactions in NbC and NbN using Monte Carlo method

A computer program has been developed using Rutherford’s Screened Scattering Model and Energy loss model due to Bethe and applied to simulate the electron interaction pattern in the sample of NbC and NbN with a resist layer of PMMA (Polymethyl Methylacrylate). Using the program we have studied the extent of penetration, lateral spread for different electron energies and the degree of electron back scattering. It has been found that backscattering and lateral spread is more in case of NbC than in NbN signifying hard, refractory and ceramic properties of NbC.     

合肥光源镀膜陶瓷真空室纵向阻抗计算

 在估计合肥光源新注入系统中回形镀膜陶瓷真空室的耦合阻抗时，对于规则轴对称边界，可以采用场匹配技术求解柱坐标系中Maxwell方程得到耦合阻抗解析表达式。对于非规则形状，解析求解困难，须根据同轴线方法测量纵向阻抗基本原理，数值计算镀膜陶瓷真空室耦合阻抗。计算结果表明，陶瓷真空室内表面镀金属膜可以大大降低束流耦合阻抗，但镀膜陶瓷真空室仍是合肥光源储存环的主要阻抗来源之一。     

合肥光源镀膜陶瓷真空室纵向阻抗计算

在估计合肥光源新注入系统中回形镀膜陶瓷真空室的耦合阻抗时,对于规则轴对称边界,可以采用场匹配技术求解柱坐标系中Maxwell方程得到耦合阻抗解析表达式。对于非规则形状,解析求解困难,须根据同轴线方法测量纵向阻抗基本原理,数值计算镀膜陶瓷真空室耦合阻抗。计算结果表明,陶瓷真空室内表面镀金属膜可以大大降低束流耦合阻抗,但镀膜陶瓷真空室仍是合肥光源储存环的主要阻抗来源之一。     

Hierarchic Structure Formation in Binary and Ternary Polymer Blends

The phase morphology of multi-component polymer blends is governed by the interfacial interactions of its components. We discuss here the domain morphology in thin films of model binary and ternary polymer blends containing polystyrene, poly(methyl metacrylate), and poly(2-vinylpyridine) (PS, PMMA, PVP). When sandwiched between two non-polar surfaces, characteristic lateral phase morphologies are observed after the film formation by spin-coating. We discuss here two techniques, by which hierarchical lateral structures in polymer films can be made. The first method makes use of two simultaneously occurring interfacial instabilities. The second technique employs the effect of a variation of the enthalpic interaction parameters in a ternary polymer mixture on its lateral polymer phase morphology.     

Refractive and reflective behavior of polymer prisms used for surface plasmon guidance

Two-dimensional optics with surface plasmons was realized by the use of topographically structured dielectric polymer coatings. Triangles of polymethylmetacrylate (PMMA) with lateral dimensions of some tens of micrometers on top of a silver layer act as two-dimensional prisms for surface plasmons. Refraction and internal reflection of plasmons were investigated by scanning near-field optical microscopy. The change in propagation direction can be explained by Snell's law when taking an effective refractive index for plasmons into account. Furthermore, intensity modulations in the PMMA elements and in the transmitted plasmon beam were observed.     

三维层流等离子体射流中陶瓷颗粒的运动与加热

本文对带载气-颗粒侧向喷射的三维层流等离子体长射流中陶瓷颗粒的运动与加热进行了模拟研究,并与忽略载气喷射影响时的结果进行了比较。模拟结果表明,侧向载气喷射所引起的三维效应对颗粒行为有明显影响,陶瓷颗粒在等离子体射流中加热时颗粒内部可能出现相当大的温差,取决于环境参数,陶瓷颗粒表面温度可以高于也可以低于中心温度。     

碳离子束射程快速验证方法的蒙特卡罗模拟研究

可通过楔形装置把离子束(质子和重离子)纵向上的的深度剂量分布转换成横向上的剂量分布,进行离子束射程的快速测量及验证。本工作通过基于GEANT4内核的GATE蒙特卡罗模拟平台,模拟计算了不同能量碳离子束在用于制作楔形装置的铜、铝、铁和有机玻璃等材料中的深度剂量分布,得到不同能量碳离子束在不同材料中Bragg峰位所处深度与能量之间的关系;模拟计算了不同能量碳离子束穿越单楔板、双楔板和大小组合楔板等楔形装置后横向上的剂量分布,得到了横向剂量峰值出现位置与碳离子束射程之间的关系。本文蒙特卡罗模拟研究为进一步开发重离子治疗当中的射程快速验证方法与设备奠定了坚实的基础。     

Cu/PMMA复合材料的声速与冲击响应行为

基于熔融共混法,制备了一系列不同配比且随机分散的Cu/PMMA复合材料,重点研究了Cu颗粒含量对PMMA基体声速与冲击压缩行为的影响。超声测试结果表明,随着Cu颗粒含量的增加,声波的衰减使材料的横、纵波声速皆呈缓慢下降趋势,由此使体积声速亦呈减小趋势。基于平板撞击实验,获得了冲击压力在1.1~6.0 GPa范围内各复合材料的冲击波速度-粒子速度方程。Cu/PMMA复合材料声阻抗的升高使Hugoniot参数λ逐渐增大,而零压体积声速减小,与常压体积声速所表现出的变化趋势一致。结合已有的压力-粒子速度关系模型,对各材料的压力-粒子速度曲线进行了讨论。在此基础上,归纳出一种基于上述模型的用于预测金属粒子填充聚合物基复合材料压力-密度关系的可靠方法。