轻气炮加载下晶格响应的实时X射线衍射测量

开展了轻气炮加载条件下材料动力学微观响应测量的实验研究。基于脉冲宽度约25ns的商业化闪光X射线源,采用积分式记录设备,建立了轻气炮加载条件下的实时X射线衍射诊断系统。介绍了实时X射线衍射测量原理及系统,讨论了由于冲击过程持续时间短,且闪光源输出X射线脉冲时具有延时和抖动,X射线脉冲与冲击波到达样品被探测区域难以同步的问题。最后,提出了采用精细的多层靶结构设计和纳秒响应的压电探针实现探测X射线脉冲和冲击波精确同步的方法,并获得了轻气炮加载下LiF晶体峰值压缩状态的实时X射线衍射图像。实验结果显示:加载压力为2.33GPa时,LiF晶体的晶格形变量为1.73%。该实验技术为开展轻气炮加载下材料微观特性研究提供了一种有效技术途径。

冲击压缩下氩气辐射特性初步研究

用二级轻气炮加载方法把平面钨飞片加速到 1.78km/s、2 .0 0km/s和 2 .76km/s,对封装有氩气的铝材料靶盒进行碰撞 ,由此产生的平面冲击波加热氩气样品。通过光纤传输、六通道瞬态光学高温计和示波器系统记录冲击氩气的高温辐射历史 ,从而测量出气体中的冲击波速度 ,并观察出随冲击强度的逐渐增大时氩气发光特性的变化规律 :冲击压缩下波后氩气的光辐射强度随时间变化 ,信号曲线从直线变为指数曲线。在一维冲击波和局域热动平衡假设下 ,通过简单的理论计算和分析解释了实验现象和相关的辐射机制。

D6AC钢的动态力学性能研究

利用SHPB实验技术 ,通过测定不同初始温度 ( 2 5～ 30 0℃ )和不同应变率 ( 10 2 ～ 10 3 /s)条件下D6AC钢的应力 -应变关系 ,确定了D6AC钢的本构关系。还利用 10 0mm轻气炮加载技术 。

甲烷气体的冲击化学反应流研究

用二级轻气炮加载技术将W89Mo9Ni1Fe1飞片加速到约5.0km/s,撞击封装有接近常态的甲烷气体的LY12铝靶。利用六通道高温计和示波器记录到冲击压缩的甲烷气体的光辐射历史曲线,并获得甲烷气体的冲击波速度与温度。利用一维Euler方程与化学反应方程的全流场耦合,采用甲烷体系的13组元40反应步的化学反应模型,并用3阶WENO数值格式对空间进行离散。为避免刚性过强,化学反应源项用点隐方法处理。由此得到了甲烷的冲击反应流场和波后热力学参数。通过比较,数值结果与实验结果符合较好。最后,解释了甲烷用作电探针保护气体的物理机制。