预制缺陷的K9玻璃层裂特性研究

层裂问题的核心内容是内部微细观损伤成核及演化规律研究. 利用激光内刻方法, 在K9玻璃样品内部预制相互贯通的初始损伤, 结合火炮加载平板实验和多点DPS测试获得样品自由面粒子速度, 以研究材料内部损伤的动态实时演化过程. 通过所获得的样品自由面粒子速度图像, 分析了层裂振荡周期、未层裂信号和层裂强度等实验现象, 为材料的动态损伤演化过程提供了一些新的认识.      

稠密氘和氢氘混合等离子体辐射不透明度的研究

用强平面激波对氘和氢氘等摩尔混合气体进行冲击压缩 ,产生密度约为 3.7× 10 - 3 — 7.0×10 - 3 g/cm3 等离子体.由记录的等离子体发光过程的上升前沿 ,确定了氘和氢氘等离子体光谱吸收系数随光学波长变化. Plasma is generated by passage of strong planar shock wave through gas. Initial experiments in deuterium and equal mol mixture of hydrogen and deuterium have been performed to produce plasma with 3.7×10 -3-7.0×10 -3 g/cm 3density. The variation of the opacity of the plasma with wavelength is measured by recording the risetime of the emitted light.     

用自由电子气模型计算金属材料冲击压缩极限压缩度

材料在一次冲击波压缩过程中的极限压缩度（材料压缩后的密度与初始密度的比值即ρ/ρ0）一直是高压物理研究领域非常关注的话题之一，它也是武器物理设计中非常重要的参数，对它的研究将有助于理解极端条件下材料的某些行为，如高度压缩条件下原子分子结构变化及粒子间相互作用规律等，这也是高压凝聚态物理学延伸到极端条件和微观层次的必然趋势。一般认为，对材料施加的压力无穷大时，材料能够被无限制地被压缩，但是大量研究已经表明在一次冲击波压缩过程中任何材料都不可能无限制地被压缩，而是存在极限压缩度，     

高温高压下稠密氢的离解与电离

应用自恰变分自由能模型描述了在化学平衡下,H2,H,H ,e构成地混合物在天体物理和高压实验中遇到情形下的各种相互作用及压力与温度效应引起地离解和电离现象.目前的模型预测了在压力电离区存在一热力学不稳定状态,当温度Tc=15.5 kK,压力Pc=58.3 GPa和密度ρc=0.3226 g/cm3时发生等离子体相变,此理论预测结果与各种模型计算结果进行了比较分析.     

Temperature dependence of bismuth structures under high pressure

It is unclear whether there is a liquid-liquid phase transition or not in the bismuth melt at high temperature and high pressure. If so, it will be necessary to confirm the boundary of the liquid-liquid phase transition and clarify whether it is a first-order phase transition. Here, based on x-ray absorption spectra and simulations, the temperature dependence of bismuth structures is investigated under different pressures. According to the similarity of characteristic peaks of x-ray absorption near edge structure (XANES) spectra, we estimate the possible temperature ranges of liquid-liquid phase transition to be 779-799 K at 2.74 GPa and 859-879 K at 2.78 GPa, 809-819 K at 3.38 GPa and 829-839 K at 3.39 GPa and 729-739 K at 4.78 GPa. Using ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations, we obtain the stable structures of the bismuth melt at different temperatures and pressures, and calculated their electronic structures. Meanwhile, two stable phases (phase III-like and phase IV-like) of bismuth melts are obtained from different initial phases of bismuth solids (phase III and phase IV) under the same condition (3.20 GPa and 800 K). Assuming that the bismuth melt undergoes a phase transition from IV-like to III-like between 809 K and 819 K at 3.38 GPa, the calculated electronic structures are consistent with the XANES spectra, which provides a possible explanation for the first-order liquid-liquid phase transition.     

第一性原理计算高压下金红石TiO2的结构不稳定性及热学性质

采用第一性原理计算研究了金红石TiO₂结构在高压下的不稳定性及热力学性质. 计算的高压下结构参数和零压的声子色散曲线与实验数据十分吻合. 进一步模拟了在不同压力下的声子曲线,在压力下,声子曲线不断软化,?点附近的振动频率不断减小直至虚频,意味着结构的不稳定,根据计算的不同压力下的弹性常数获得了其力学不稳定性,结果表明金红石结构TiO₂在压力高于17.7 GPa时变得不稳定. 根据准谐近似,获得了金红石TiO₂结构的热力学性质,计算结果与现有     

样品粗糙度对材料SHPB动态压缩性能的影响

有效消减样品端面摩擦力是保证分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar, SHPB）实验结果有效性和准确性的必要条件。为了研究样品粗糙度和润滑效果对端面摩擦力和最终实验结果的影响,以应变率效应不敏感且性能稳定的紫铜为研究对象,通过机械加工配合酸蚀的方法制备了3种典型表面粗糙度的紫铜样品,分别在二硫化钼（MoS₂）充分润滑和完全不润滑的条件下各自开展高精度的SHPB重复动态压缩实验研究。结果表明,通常认为能够有效消减金属样品端面摩擦力的MoS₂仅能够在样品粗糙度不大于0.8 μm的情况下起到较好的润滑效果,随着紫铜样品粗糙度的增加,MoS₂的润滑效果不断降低,端面摩擦力不断增大,实验结果的分散性也显著增加。样品端面粗糙度为1.6 μm时,MoS₂已不能有效消减端面摩擦力;样品端面粗糙度达到3.2 μm时,MoS₂的润滑效果几乎为零。SHPB实验中使用MoS₂润滑金属样品时,压杆和样品实验端面的粗糙度需达到0.8 μm;腐蚀液处理后的金属样品外表面粗糙度难以达到0.8 μm,实验过程中需对样品端面进行比MoS₂润滑效果更好的润滑处理,或对实验结果进行扣除端面摩擦力的修正才能够保证实验结果的有效性和准确性。     

超高应变率拉伸破碎铝的粒子尺寸测量

材料在超高应变率下发生的动态拉伸破碎是冲击波物理领域的一个重要内容,受诊断技术限制,粒子尺寸直接测量的数据非常有限。基于脉冲激光同轴全息技术,建立了一套材料超高应变率破坏状态和破碎粒子诊断的高精度联合测量系统,利用该系统,成功开展了107～108/s超高应变率范围内铝的动态破碎粒子在位测量,获得了粒子尺寸分布数据。     

面心立方金属铈的高压电子结构研究

本文简要介绍了我们开发的基于密度泛函理论和动力学平均场理论(DFT+DMFT)的全自洽的的计算程序,并运用该程序研究了面心立方金属铈的等结构相变.动力学平均场采用的是目前公认的最为准确和高效的连续时间蒙特卡罗方法作为杂质求解器.我们首先分别计算了γ和α相的电子态密度,该结果可以正确的描述两个相的电子结构特征.然后计算了不同温度下的相变前后的电子结构,从中可以得到电子结构在不同温度下的相变过程,与之前的实验结果一致.这一工作为以后进一步的金属铈的等结构相变研究打下了基础.     

5种金属高压熔化曲线的理论计算

利用从头算法确定了基于对势的平均场模型中的未知势参数, 从而确定了势函数, 然后利用得到的势函数构建平均场, 进一步计算了5种金属材料 Al, Cu, Ni, Na, K在熔点处原子振动的自由体积. 计算的结果表明, 熔化曲线上原子振动的自由体积与原子晶胞体积之比是常数这一假设并不普遍适用; 对该假设修正后可以比较准确地计算材料的熔化曲线. 关键词： 高压熔化 自由体积理论