1 湘潭大学土木工程学院，湖南 湘潭 41110
2 军事科学院国防工程研究院，河南 洛阳 471023
3 南京山河特种设备科技有限公司，南京 210000
在人工海水拌制的珊瑚砂水泥砂浆中复掺2.0%纳米SiO2和0.4%玄武岩纤维以提升其力学性能，采用带有主动围压装置的分离式Hopkinson压杆对其进行不同围压(0～20 MPa)下的冲击压缩实验，研究纳米SiO2增强珊瑚砂水泥砂浆在不同围压和不同应变率下的动态力学性能。结果表明：无围压(单轴冲击)试件的破坏形态呈现为粉碎状，具有明显的脆性特征；主动围压作用下试件受冲击后的完整性较好，属于压剪破坏，而且试件发生由脆性到塑性的转变，韧性得到提升。从得到的动态应力-应变曲线可以看出试件强度比静态下提高2.08～3.43倍，动态抗压强度是无围压(单轴冲击)的1.88～2.35倍。通过分析材料的动态增强因子和围压增长因子对应变率和围压变化影响，得到了相关经验公式。通过对能量耗散情况的分析，结果表明围压可以提升纳米SiO2增强珊瑚砂水泥砂浆的比能量吸收值。
珊瑚砂水泥砂浆 主动围压 冲击压缩实验 动态力学性能 能量耗散 coral sand cement mortar active confining pressures impact compression experiments dynamic mechanical properties energy dissipation
强激光与粒子束
2020, 32(9): 092008
1 清华大学 工程物理系, 北京 100084
2 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所), 西安 710024
为实现材料在冲击加载下微观动力学响应测量, 基于小型闪光X射线源开展衍射成像系统设计.利用直流X光机及高纯锗探测器实现系统衍射光路的精确调节, 克服了闪光X射线瞬时强度高及连续辐射本底强导致的衍射角度确定困难, 并采用Scandiflash AB公司TD-450S和成像板建立了衍射成像系统.应用该系统在冲击加载实验中获得了LiF单晶单脉冲的Mo-Kα线静态及动态衍射图像.该闪光X射线衍射系统时间分辨率可达25 ns, 为冲击压缩实验中材料瞬时结构变化测量提供了新的实验方法.
X射线衍射 闪光X射线 冲击压缩实验 LiF单晶 微观响应 X-ray Diffraction Flash X-ray Shock compression experiments LiF single crystal Microscopic response 光子学报
2017, 46(12): 1211004
1 清华大学工程物理系, 北京 100084
2 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 陕西 西安 710024
在轻气炮加载实验平台上, 利用小型闪光X射线源建立了一套脉冲X射线衍射测量系统。利用该测量系统对平面冲击加载条件下LiF晶体微观结构变化进行了研究, 得到了不同冲击加载压力下LiF晶体的单次脉冲X射线衍射图像。实验结果表明: 沿［100］晶向加载, LiF晶体晶格发生了压缩, 压缩量与衍射峰偏移量相关; 基于小型闪光X射线源的脉冲X射线衍射测量系统可实现冲击压缩下材料微观结构变化的定量化测量, 同时具有体积小、操作简单等优点, 为研究弹塑性形变微观机理提供了一种有效手段。
X射线光学 X射线衍射 冲击压缩 闪光X射线 LiF晶体
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 光电技术及系统教育部重点实验室(重庆大学), 重庆 400030
利用瞬态X射线衍射技术对LiF单晶沿晶向[100] 方向冲击加载的晶格变形进行了诊断研究。实验在神光Ⅱ装置的球形靶上进行, 北四路激光驱动Cu靶获得的类He线作为X射线背光源, 第九路为加载光源, 对大小为7 mm×7 mm、厚300 μm的受激光加载的LiF单晶衍射, 实验获得了LiF单晶晶面(200)压缩和未压缩状态的衍射信号。实验结果表明: LiF单晶在激光沿[100] 方向冲击加载下, 晶格发生了弹性变形, (200)晶面间距变小, 衍射线上移, 晶格压缩量为11%; 该瞬态X射线衍射技术可用于冲击加载下的微观动态响应特性测量。
瞬态X射线衍射 LiF单晶 冲击压缩 弹性变形 成像板 transient X-ray diffraction single crystal LiF shock compression elastic deformation image plate 强激光与粒子束
2014, 26(2): 024004
1 四川大学原子分子物理研究所, 四川 成都610065
2 中国工程物理学院流体物理所, 四川 绵阳612900
3 西南交通大学高温高压物理所, 四川 成都610031
利用二级轻气炮驱动铜飞片以2.21 km·s-1的速度撞击铝合金低温靶, 产生速度为18.76 km·s-1的一维冲击波作用于等比例冷凝的一氧化碳和氮均匀混合液体样品。 同时, 借助增强光电耦合传感器及瞬态摄谱技术捕获到冲击压力为33.5 GPa下样品完全离解成等离子体时的线状光谱。 分析这些数据可知, 文章所述的六通道光谱系统能可靠地测量和记录介质的冲击压缩-发光过程； 其中主要产物的发射谱线表明, 一氧化碳和氮均质体已经发生了化学反应和相变。 此外, 与中心波长较高的谱线强度相比, 488 nm通道的光谱强度明显较高的事实, 也证明高密度碳氢液体在冲击压力作用下确实存在从“光学薄”到“光学厚”的转变。
液氮 一氧化碳 混合物 冲击压缩 发射光谱 Liquid nitrogen Carbon monoxide Mixture Shock compression Emission spectrum
1 四川师范大学数学与软件科学院,成都,610066
2 西南交通大学高压物理所,成都,610036
3 四川大学物理系,成都,610065
对蓝宝石Al2O3晶体在高压下的热传导系数这一在的理论和实验仍处于探索中的问题,本文从较严格的固体理论出发,考虑到晶格声子的最小平均自由程、Debye温度、Gruneisen参数以及冲击温度在冲击压缩状态下的变化,进而对在高压实验中最常用的窗口材料蓝宝石Al2O3晶体的导热系数进行了理论分析,计算结果较好解释了实验结果.
导热系数 蓝宝石Al2O3晶体 冲击压缩 冲击温度 平均自由程 原子与分子物理学报
2007, 24(6): 1271
1 中国工程物理研究院,绵阳,621900
2 四川大学原子与分子物理研究所,成都,610065
3 西南科技大学,绵阳,621002
给出了基于ICCD探测器的多波长强度定标方法.利用带模拟电开关的LD激光器精确测量信号传输延时,实现光谱系统同步触发.在25 GPa、35 GPa两个压力点成功测量了苯的冲击压缩光谱,摄谱时间严格限定在样品的一次冲击压缩状态.结果表明,谱线主要为苯的高温分解产物分子带状谱,随冲击压力升高,短波长一侧谱线强度变大,而最大单色辐射率基本不变.在实测波长范围内,C2的Swan(A 3∏g-X3∏u)带系辐射较强,且随冲击压力升高而变强.
二级轻气炮 冲击压缩 苯 ICCD
1 四川大学物理科学与技术学院和辐射物理及技术教育部重点实验室,四川,成都,610064
2 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900
用自由电子气模型对自由电子气(费米能为5 eV)的冲击压缩雨贡纽曲线、冲击温度进行了数值计算.冲击压力、内能和冲击温度被计算为压缩度的函数.计算结果表明,自由电子气(费米能为5eV)的冲击压缩极限近似为初始密度的4倍.
自由电子气模型 冲击压缩极限 冲击温度 Free-electron gas model Shock compression limitation Shock temperature
1 西南民族大学物理系,成都,610041
2 四川大学原子分子物理所,成都,610065
用屏蔽氢离子模型计算了冲击压缩产生的温度T～1.8 eV,密度ρ～0.0044 g/cm3稠密氩等离子体随光子能量变化的辐射不透明度,并与实验作了比较,探讨了冲击压缩产生的稠密等离子体中自由-自由吸收、束缚-自由吸收和束缚-束缚吸收对不透明度的贡献.计算结果表明,对冲击压缩产生的稠密等离子体,自由-自由吸收对不透明度的贡献非常大,特别当光子能量较低时(hv～2.0 eV )自由-自由吸收为不透明的主要部分,因此较好地计算自由-自由吸收项对冲击压缩产生的稠密等离子体不透明度的研究是非常重要的.
冲击压缩 稠密氩等离子体 不透明度 Shock-generated plasmas Argon Opacity 原子与分子物理学报
2005, 22(3): 578
