冲击波极端条件下玻璃的细观结构破坏

研究了冲击波极端条件下玻璃介质的细观结构破坏问题，指出在低于Ｈｕｇｏｎｉｏｔ弹性极限的应力区内，按照细观结构损伤程度的不同，在受压玻璃介质中可以划分出两个区域，即压缩区和破坏区。以Ｋ９和ＺＦ１玻璃为例，通过双层结构样品实验，确认了玻璃样品的表面效应（即表面原生微裂纹的扩展）是破坏区形成的第一位原因。其次，基于对破坏区内细观结构损伤和破坏特性的分析，进一步提出：由于玻璃内部散布的不均匀相与其基体介质之间的压缩率不同，冲击波压缩造成了众多的局域变形点，当表面裂纹扩展到不均匀相与基体的边界处，会出现裂纹扩展路径拐折或分叉，造成介质的分割甚至粉碎，这是破坏区生成的第二位原因。

Fe_(40)Ni_(40)P_(12)B_8非晶合金的冲击晶化实验研究

本文研究了Fe_(40)Ni__(40)P_(12)B_8 非晶合金冲击波加载下的晶化行为,冲击波由二级轻气炮发射的高速弹丸撞击靶产生。实验结果一明:Fe_(40)Ni__(40)P_(12)B_8非晶合金在冲击波加载下,晶化可在加载时间(10 6秒量级)内发生;晶化的阈值压力在30—50GPa之间,相应的冲击温度约为510—800K,晶化析出相与冲击压力有关,低压下析出相是面心立方γ-(Fe,Ni)固溶体和Fe_3(P_(0.37)B_(0.63)化合物,高压下(大于 60GPa)析出相除了面心立方 γ-(Fe,Ni)固溶体和Fe_3(P_(0.37)B_(0.63)化合物之外,还包括(Fe、Ni)

高等级公路植被护坡现状与展望

植被护坡是近年来国际上越来越流行的一种边坡治理方法。阐述了植被护坡的发展历史和现状,根据公路边坡立地条件及特有的小气候,提出了目前主要的植被护坡形式、绿化材料选择的依据及一般原则,总结出植被护坡存在的问题和植被护坡未来的发展方向。

冲击载荷下岩石的损伤特性分析

把岩石类脆性材料受冲击波加载造成的损伤与弹性纵波速度的变化联系起来，定义了损伤度Ｄ，并且以辉长岩（Ｇａｂｂｒｏ）和石灰岩（Ｌｉｒｎｅｓｔｏｎｅ）为例，测量了冲击波加载后靶体的损伤度分布。同时对冲击加载后含损伤的辉长岩，测量了一维准静压下弹性纵波速度的变化和抗压强度，分析了含损伤材料的静力学行为。

关于自由面速度剖面解读层裂问题的几点商榷

基于对层裂问题的理解和相关文献,就自由面速度剖面解读层裂问题的局限性提出了一些看法。指出:自由面速度剖面测量给出的层裂破坏过程是间接信息,而不是直接信息,用它确定的理论模型和数值模拟参数,也许并没有真实地反映层裂过程的物理本质;层裂强度常被人们用来表征材料在高应变率下的抗拉伸能力,但是在目前的层裂强度计算公式中没有考虑损伤介质对波剖面传播的影响,使得计算结果明显偏低;传统的单点测量得到的结果有很大的局限性,对于层裂问题,采用概率评估或者置信度评估,也许更符合真实情况。建议:为了全面真实地评价层裂问题中的物理、力学过程,应该加快发展更多的实验探测和诊断技术,尤其是对内部损伤状态的观测。

立方氮化硅及其冲击波合成

立方氮化硅是高温高压研究近期合成得到的一种新物相,与已经在工业上普遍使用的氮化硅的两种六方物相(α相和β相)相比,新物相的密度增加了26%,预期是一种新型功能材料。简要综述了立方氮化硅的研究进展和存在的问题,讨论了立方氮化硅的人工合成和相关物性研究、Ⅳ(A)族氮化物(Ge3N4、Sn3N4、C3N4)的高密度物相研究,以及后尖晶石相氮化物的实验和理论探索等问题。介绍了作者最近利用炸药爆轰加载技术开展的冲击波合成实验结果,以α相氮化硅为冲击压缩前驱体,实现了在单次冲击波压缩实验中合成出了克量级立方氮化硅粉体,为进一步开展立方氮化硅的性能研究奠定了基础。

Fe_(40)Ni_(40)P_(12)B_8非晶合金冲击波诱发晶化的研究

冲击波可造成极高的压力和温度,具有高应变率、高速传播和高速淬火等重要特征。冲击波作用下,物质在微观和宏观的不同层次上都将发生变化。本实验用二级轻气炮发射高速弹丸撞击靶产生冲击波,应用SEM和EDS研究了不同冲击波强度加载下Fe40Ni40P12B8非晶合金的晶化行为,结果见图1、2。 SEM观察表明,13.4GPa压力下合金仍然保持着非晶态的形貌（图1a）,这说明合金还没有产生晶化。随着压力增加,当压力增加到29.3GPa时,合金的表面形貌开始出现变化,这时候可以发现合金的中央区域形貌还为非晶态（图1b）,但在边缘区域已表现出了晶状析出物的形貌（图1c）。

用冲击波合成法制备纳米铁酸锌粉体──一种制备纳米粉体的新方法

用冲击波处理共沉淀法制备的氧化铁与氧化锌混合物合成了铁酸锌，用XRD、TEM和电子衍射法对这种产品进行了鉴定．与传统的高温焙烧法相比，这种产品的特点是其颗粒尺寸为纳米级．主要原因可能在于冲击波的作用时间极短，因此生成的铁酸锌不会生长成为完整的晶粒．由此可以认为，冲击波处理可能是一种制备复合金属氧化物的纳米粉体的新方法．

TiO_2的冲击波活化及其光催化活性

实验研究了金属氧化物催化剂ＴｉＯ２在经受不同的冲击波压力处理后，对Ｈ２Ｓ脱氢反应的光催化活性变化。结果表明，与未冲击样品相比，冲击波处理后ＴｉＯ２的光催化活性得到了明显提高。在１６～３４ＧＰａ的实验压力范围内，催化活性提高了２～３倍。初步分析认为，冲击波处理使样品晶粒中生成大量残余应变和位错缺陷，以及使ＴｉＯ２能隙宽度减小，这是光催化活性提高的主要原因。

立方氮化硅的合成与提纯

设计和采用有炸药驱动平面飞片加载器和圆桶形样品回收室的装置,用非高纯的α–Si3N4粉体和铜粉作原料合成了c–Si3N4。在该装置中完整的回收到冲击波压缩的实验样品。当冲击压力与温度分别约为50GPa和2300K时,原料中约有85%的α–Si3N4转化为c–Si3N4。回收样品在440K左右经9～10h与氢氟酸反应处理后,c–Si3N4粉体的纯度接近100%。

添加Y_2O_3-Al_2O_3烧结助剂的氮化硅陶瓷的超高压烧结

以Y2O3-Al2O3体系为烧结助剂,在5.4～5.7GPa,1570～1770K的高温高压条件下进行了氮化硅陶瓷的超高压烧结研究。用X射线衍射及扫描电镜对烧结样品进行了分析和观察,探讨了烧结温度及压力对烧结的陶瓷样品性能的影响。结果表明:得到的氮化硅由相互交错的长柱状β-Si3N4晶粒组成,微观结构均匀,α-Si3N4完全转变为β-Si3N4。经5.7GPa,1770K且保温15min的超高压烧结,样品的相对密度达99.0%,Rockwell硬度HRA为99,Vickers硬度HV达23.3GPa。

纳米铁酸锌的冲击波合成及它的光催化活性

利用溶液共沉淀法制备了纳米氧化锌和三氧化二铁的非常均匀的混合物。通过常规的高温焙烧法和冲击波压缩方法分别合成了铁酸锌。这两种铁酸锌对硫化氢气体的光催化脱氢表现出显著不同的催化活性。试验表明：高温焙烧法合成的铁酸锌是一种颗粒度为几十纳米的结晶完整的化合物；而冲击波合成的铁酸锌是一种颗粒度为几个纳米的非化学计量比化合物，它的光催化活性随着冲击波合成压力的增高而迅速提高。在３７ＧＰａ时，冲击波合成的铁酸锌对Ｈ２Ｓ脱氢的光催化活性要比高温焙烧法制备的铁酸锌高出３倍以上。利用粉末Ｘ光衍射，透射电镜及电子衍射，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱等分析手段对这两种铁酸锌的晶格结构。

冲击波合成Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3粉体的结构和特性

采用Pb3O4,ZrO2和TiO2等氧化物为原料,Nb2O5为掺杂剂,利用柱面冲击波加载装置合成了Pb(Zr0.95Ti0.05)O3(PZT95/5)粉体。用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和热重差热分析等多种测试手段对该粉体进行了表征,研究了冲击波技术对合成粉体的结构和性能的影响。结果表明:冲击波能合成钙钛矿型PZT95/5粉体,与固相法合成粉体相比,其晶体结构发生畸变,粉体活性提高。

新型高能钝感炸药JBO-9X在较高冲击压力下冲击起爆过程的实验研究

采用高速扫描相机和楔形炸药构型,对新型高能钝感炸药JBO-9X的冲击起爆过程进行了实验研究;采用LS-DYNA软件对实验结果进行了数值模拟验证。结果表明,在6.9GPa的入射冲击压力下,JBO-9X炸药的冲击转爆轰时间为1.5μs,冲击到爆轰的距离为7.9mm;当冲击波刚进入炸药时,炸药发生化学反应的比例(λ)为0.2,随着冲击波进入炸药的距离增加,受试炸药中发生化学反应的比例逐步增加。在实验条件下,入射冲击波压力为6.85GPa时,JBO-9X炸药的冲击到爆轰距离为8.0mm。化学反应比例随冲击波进入炸药距离的增长曲线与实验基本相同。

立方氮化硅的冲击波合成实验研究

以α-Si3N4粉体作原材料,采用炸药爆轰平面飞片加载装置和样品回收技术进行了冲击波合成实验,完整回收到合成样品,经过酸处理,对回收样品进行X射线衍射分析,结果表明:当加载压力超过50GPa而且冲击温度约3600-5000K时,α-Si3N4可以较完全地转化为γ-Si3N4．本实验的研究结果建立了一种冲击压缩技术可单次合成克量级的立方氮化硅,为进一步开展立方氮化硅的性能研究奠定了基础．

冲击加载下铝中孔洞长大的微观机理分析

利用扫描电镜和透射电镜观测了冲击加载后高纯铝损伤状态孔洞的分布,发现在冲击波加载后,高纯铝中出现了大量的孔洞,孔洞大小多集中在百纳米尺度,分布不均匀,且呈现出带状形貌,局部区域的孔洞在冲击波作用下优先发展,孔洞长大,形成微米级的大孔洞。进一步的观测发现,在孔洞周围出现了大量的位错发射,发射方向位于{111}晶面上,是面心立方金属的密排面。运用分子动力学模拟进行了对比研究,验证了位错发射方向与观测结果是一致的。

强激光辐照下纯铝的力学响应和层裂的实验测量与分析

采用速度干涉(VISAR)测试技术,对强激光辐照下纯铝的动态力学响应和层裂特性进行了实验测量和分析.样品厚度分别为200 μm 和485 μm,激光脉冲的半高宽约为10 ns,功率密度变化范围为1010～1011 W·cm-2.实测了样品自由面速度波形,反映了强激光加载作用下材料损伤演化过程以及损伤对材料动态响应的影响.计算得到了冲击波强度(2.0～13.4 GPa) 和不同拉伸应变率下铝的层裂强度(1.6～2.3 GPa).在所采用的实验条件和1维近似下,激光辐照产生的冲击波强度与激光功率密度之间成线性关系.最后讨论了层裂强度与拉伸应变率之间的关系,显示层裂强度随着拉伸应变率的增加而增大.

PZT铁电陶瓷及其在脉冲能源中的应用

以PZT95/5陶瓷为例,概述了铁电陶瓷在脉冲能源上的应用及材料对能源性能的影响。主要包括陶瓷的制备及性能、陶瓷的冲击放电机理和陶瓷的冲击放电效应及影响因素。通过比较我们认为,陶瓷的研制,特别是密度的改变对陶瓷的力学及电学性能影响较大。陶瓷冲击加载下的新应用,将带动陶瓷各方面性能的深入研究。

液相合成纳米TiO_2的进展

综述了液相法合成纳米TiO2粉体的各种方法,评述了液相沉淀法、水解法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法和液相一步合成法的制备工艺及特点,并指出液相一步合成法在常压低温下就能合成团聚小、单分散性好和光催化活性高的金红石相纳米TiO2粉体,此生产工艺由于省去了高温焙烧工序而最具竞争力。

高压下SiC增强Al基纳米复合材料

采用高压技术合成了纳米尺寸ＳｉＣ颗粒增强Ａｌ基复合材料，针对合成中增强相与基体的化学反应行为、增强相与基体界面结合等问题进行了研究。Ｘ射线衍射、高分辨率、正电子湮没以及显微硬度结果表明：高压技术在合成ＳｉＣｐ／Ａｌ纳米复合材料中，具有抑制界面反应、提高致密度、改善界面结合等优点。