金属的冲击波温度测量（Ⅲ）：“基板／样品”界面间隙对辐射法测量冲击波温度

讨论了在利用辐射法测量金属的冲击波温度时，金属基板（靶板）与金属镀膜样品之间的间隙对“金属镀膜样品／窗口”界面上的温度的影响及其对冲击波温度测量的意义。“金属基板／间隙／镀膜样品／透明窗口”这样一种由四层介质组成的典型的靶－样品装置被广泛用于金属材料的冲击波温度测量中。利用拉普拉斯变换对上述“以介质模型”在经受冲击波压缩全盘香的热传导方程进行求解。结果表明：当冲击波扫过金属镀膜样品与窗口之间的界面     

金属的冲击波温度测量(Ⅲ)--"基板/样品"界面间隙对辐射法测量冲击波温度的影响

讨论了在利用辐射法测量金属的冲击波温度时,金属基板（ 靶板） 与金属镀膜样品之间的间隙对“金属镀膜样品／ 窗口”界面上的温度的影响及其对冲击波温度测量的意义。“金属基板／间隙／ 镀膜样品／ 透明窗口”这样一种由四层介质组成的典型的靶样品装置被广泛用于金属材料的冲击波温度测量中。利用拉普拉斯变换对上述“四层介质模型”在经受冲击波压缩作用时的热传导方程进行求解,结果表明：当冲击波扫过金属镀膜样品与窗口之间的界面（“样品／ 窗口”界面）后,该界面温度的弛豫过程与间隙的尺度密切相关：当间隙的厚度与镀膜层的厚度相近时,“样品／窗口”界面的台阶形温度剖面的起始部分会出现一个尖峰,尖峰的高度与宽度与间隙的尺度相关;如果金属镀膜层的厚度远大于间隙的厚度,则该温度剖面为一平顶台阶。     

金属的冲击波温度测量（Ⅱ）──界面卸载近似

 利用辐射法测量金属材料的冲击波温度时,在金属样品/透明窗口界面上卸载引起的熔化对卸载终态的影响进行了探讨,提出了利用“过热”卸载模型计算由于卸载熔化对终态的影响及计算公式,并给出了几种典型压力下Fe/Al₂O₃及Fe/LiF界面在考虑卸载熔化后的温度、熔化质量分数及体积。     

块状密实铁/蓝宝石界面的冲击温度测量

 利用二级轻气炮技术并结合对称碰撞方法对铁样品进行了冲击加载,通过测量铁/蓝宝石的界面光谱辐射亮度获得该界面的冲击温度。实验中,采用了新的样品/窗口界面制备途径和更加可靠的高温计标定方法,有效地消除了直接接触界面的“尖峰”辐射现象,观测到了Fe/Al₂O₃接触界面的稳定辐射。实验结果表明,在164 GPa冲击压力下Fe/Al₂O₃的界面温度为（3 950±180） K。     

冲击波物理与爆轰物理——冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

分析了当前冲击波温度测量中广泛使用的Grover理想界面模型的局限性，指出传统的冲击波温度测量方法在实验技术上和数据处理上存在的问题，指出了辐射法冲击波温度测量在实验装置设计上必须满足的具体要求。通过对发生冲击或卸载熔化时“样品／窗口”界面温度的分析，以及对金属和窗口材料在高压下的热传导特性的分析，建立了卸载熔化温度与界面温度之间的直接关联，提出了利用辐射法测量金属高压熔化温度的新方法。     

薄夹层界面热弛豫解及其在冲击温度研究中的意义

 对样品/薄夹层/窗口组成的三层介质双界面热传导问题进行求解。在3个不同初温、不同热物性参数及边界条件下，获得了夹层介质中的温度解，给出了界面温度历史随薄层厚度、热扩散系数和介质之间热扩散系数之比的变化规律。从理论分析和实验结果发现，当夹层厚度小于1 μm，热扩散系数大于10^-4 m²/s时，在实验观测的时间内，界面温度历史将很快衰减到一平台，其幅度只由样品、窗口的初温和热扩散系数确定，而与夹层介质的初温、热传导系数无关。     

金属的冲击波温度测量（Ⅰ）──高温计的标定和界面温度的确定

 讨论了金属材料冲击波温度测量中光学高温计的标定及金属样品/窗口界面温度的数据处理问题。给出了利用Planck辐射定律求解界面辐射能量及温度的方法。     

金属冲击温度的辐射法测量问题

 金属的冲击温度及熔化温度测量对构建其完全状态方程具有重要意义。简要综述了用于金属冲击温度及熔化温度辐射法测量的一维热传导理想界面模型和非理想界面模型,并着重对模型中明示或隐含的关键假定的合理性、影响金属冲击温度与熔化温度结果的主要因素进行了分析、讨论,以期对实验数据有一个合理的评估。还讨论了求解理想和非理想界面模型一维热传导方程界面温度时所隐含的冲击压缩下热导率不随温度而变、冲击压缩下金属样品/窗口界面辐射的灰体假定,以及窗口材料的透明性、非理想界面模型中表观界面温度的修正、动载条件下金属高压熔化温度的测量、界面的非Flourier热传导等问题。分析结果表明,目前采用辐射法测量大致可以得到冲击温度,在发生熔化的情况下可获得熔化温度,但离精密测量的要求还有较大差距。     

JB-9001钝感炸药冲击Hugoniot关系测试

 利用“压力对比法”实验技术，通过锰铜压力计测试待测炸药样品和LY12铝样品在LY12铝飞片的同时撞击下的界面压力p_exp和p_Al，从冲击波关系式和正交回归直线拟合分析，确定了JB-9001钝感炸药的冲击Hugoniot关系。     

氟化锂和蓝宝石单晶冲击消光及其对辐射测温的影响

采用冲击波压缩原位光源技术结合时间分辨多波长高温计测量,研究了氟化锂和蓝宝石单晶样品的冲击消光现象,实验压力范围50～183了GPa,中心波长覆盖254～800 nm.结果表明,氟化锂单晶样品在实验压力下透过率变化不大,对界面温度的拟合值影响不明显,只是使表观发射率略有下降;当压力低于90GPa时,蓝宝石的消光情况同氟化锂接近,对界面温度的拟合影响也不明显;而当压力高于99 GPa时,蓝宝石呈现明显的消光衰减现象,实验测定的消光系数随压力增加而增加,与波长间呈反比关系,与文献报道250 0Pa高压消光特性一致.研究还发现,蓝宝石窗高压消光行为对界面温度的测量存在较大的影响,使得拟合温度明显偏低.本文研究对发展非透明材料冲击测温技术具有一定的参考价值.     

氟化锂和蓝宝石单晶冲击消光及其对辐射测温的影响

采用冲击波压缩原位光源技术结合时间分辨多波长高温计测量,研究了氟化锂和蓝宝石单晶样品的冲击消光现象,实验压力范围50~183GPa,中心波长覆盖254~800nm。结果表明,氟化锂单晶样品在实验压力下透过率变化不大,对界面温度的拟合值影响不明显,只是使表观发射率略有下降;当压力低于90GPa时,蓝宝石的消光情况同氟化锂接近,对界面温度的拟合影响也不明显;而当压力高于99GPa时,蓝宝石呈现明显的消光衰减现象,实验测定的消光系数随压力增加而增加,与波长间呈反比关系,与文献报道250GPa高压消光特性一致。研究还发现,蓝宝石窗高压消光行为对界面温度的测量存在较大的影响,使得拟合温度明显偏低。本文研究对发展非透明材料冲击测温技术具有一定的参考价值。     

脉冲激光辐照光学薄膜的缺陷损伤模型

建立了缺陷吸收升温致薄膜激光损伤模型,该模型从热传导方程出发,考虑了缺陷内部的温度分布以及向薄膜的传导过程,通过引入散射系数简化了Mie散射理论得出的吸收截面.对电子束蒸发沉积的ZrO₂:Y₂O₃单层膜进行了激光破坏实验,薄膜样品的损伤是缺陷引起的,通过辉光放电质谱法对薄膜制备材料的纯度分析发现材料中的主要杂质元素为铂,其含量为0.9％.利用缺陷损伤模型对损伤过程进行了模拟,理论模型和实验结果取得了较好的一致性.     

利用液体夹心法测量LiF单晶高压热导率

提出了液体夹心法热导率测量技术, 采用CHBr3液体作为夹心材料实现了样品/窗口界面的理想接触, 并将动载荷作用下的夹心法高压热导率实验测量压力下限拓展至40 GPa, 为绝缘介电晶体高温高压热导率测量提供了技术支持. 实验利用平面碰撞和DPS测试技术, 结合液体夹心法实测了LiF单晶高压热导率数据, 对现有热导率理论模型进行了研究和探讨, 结果显示, 在γ/γ0=(ρ0/ρ)2时, 修正后的Roufosse理论公式与实验数据符合较好, 这一研究结果为非透明材料冲击波温度测量中的热传导修正提供了实验数据和理论模型。     

未反应JOB-9003炸药冲击Hugoniot关系测试

 利用“粒子速度对比法”实验技术,通过电磁粒子速度计测量了PMMA飞片同时撞击PMMA样品与待测炸药样品界面的粒子速度u₁和u₂,获得了未反应JOB-9003炸药的冲击Hugoniot关系;利用叠加原理和疏松材料冲击绝热线的计算方法,对未反应炸药的冲击绝热线进行了计算。计算结果与实验数据符合较好。     

BiB3O6晶体主轴折射率及其温度系数

利用自准直法，在30℃到170℃温度范围内分别测量0.4880 μm、0.6328 μm、1.0640 μm、1.3414 μm等波长下BiB₃O₆(BIBO)晶体的主轴折射率.得到不同温度下的Sellmeier方程及各主轴折射率的温度系数.计算了1.0795 μm下BIBO晶体的的主轴折射率.与实验测量的结果进行比较，两者的差异不大于2×10－4.     

BaCO3和TiO2粉末混合物冲击压缩性和BaTiO3冲击合成的实验研究

 利用高能炸药爆轰驱动冲击波、狭缝扫描闪光隙高速照相技术和阻抗匹配解原理，在10~100 GPa压力范围内，测量了BaCO₃和TiO₂粉末混合物的冲击绝热数据。同时，利用轴对称柱面和平面爆轰装置，进行了该混合物样品的冲击后回收实验和回收样品的X射线衍射分析，考察BaTiO₃的冲击合成。测量出的冲击绝热数据，以冲击波压力和比容平面上的结果为例，在约30和45 GPa两个压力值时，比容发生明显跃变。冲击绝热数据与回收样品X射线衍射分析结果相结合，判断出，这两个跃变分别对应于TiO₂从锐钛矿相转变到高压β-TiO₂相，BaCO₃与TiO₂开始急剧化学反应合成出BaTiO₃并放出CO₂。此外，在压力为10 GPa左右作回收实验，其回收样品的X射线衍射分析表明TiO₂由锐钛矿相完全转变为金红石相。     

纳秒尺度金属熔化相变数值模拟及实验验证

本文基于非均匀成核相变动力学理论和热传导方程研究了在极快速升温(10¹²K/s)条件下金属达到过热状态后发生熔化相变时,通过金属/光学窗口界面温度的演化历史研究了金属内部温度的变化情况.分析结果表明,当金属内部无熔化发生时,界面温度将很快达到平衡,此变化满足理想接触界面模型;而当金属内部有熔化发生时,界面温度受熔化速率的影响不能立即达到平衡而是经历了一个下降的弛豫过程.计算结果与实验观测结果进行比较后发现两者符合得较好,由此可以获得金属在高压下的熔化速率,熔化温度等相关信息.本文的研 关键词： 相变动力学 热传导 金属铁 冲击波     

溶胶-凝胶(sol-gel)法制作掺铒Al2O3薄膜及其光致发光光谱特性测量

介绍一种用溶胶-凝胶方法制作掺铒Al₂O₃薄膜的工艺.实验测量了薄膜样品的光致发光光谱特性.结果表明光致发光光谱的峰值波长为1.536 μm,半值宽度为34 nm;同时测量了光致发光光谱的峰值强度与泵浦功率、掺铒浓度及退火温度之间的关系.     

MOCVD制备InxGa1－xN/GaN MQWs的温度依赖性

利用方势阱模型对In_xGa_1－xN/GaN MQWs结构的光特性进行了量子力学定性理论分析.并在MO源流量恒定条件下，在570℃～640℃范围内进行了不同生长温度的多量子阱制备实验，对In_xGa_1－xN制备过程中的In组份掺入效率的温度依赖关系进行研究.通过对制备样品的PL谱测量分析，得到了587℃～600℃的In组份最佳掺入温度区间.     

利用液体夹心法测量LiF单晶高压热导率简

提出了液体夹心法热导率测量技术,采用CHBr3液体作为夹心材料实现了样品/窗口界面的理想接触,并将动载荷作用下的夹心法高压热导率实验测量压力下限拓展至40GPa,为绝缘介电晶体高温高压热导率测量提供了技术支持.实验利用平面碰撞和DPS测试技术,结合液体夹心法实测了LiF单晶高压热导率数据,对现有热导率理论模型进行了研究和探讨,结果显示,在γ/γ0=(ρ0/ρ)2时,修正后的Roufosse理论公式与实验数据符合较好,这一研究结果为非透明材料冲击波温度测量中的热传导修正提供了实验数据和理论模型.