Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3粉体的冲击波合成及烧结研究

以ZrO_2、Pb_3O_4和TiO_2为原料(Nb_2O_5为掺杂剂),采用柱面冲击波装置合成了Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05)) O_3(PZT95/5)粉体,并对粉体活性及其烧结性能进行了研究。XRD及SEM分析表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相PZT95/5粉体,并使得粉体发生了晶粒细化与晶格畸变,这有利于增强粉体活性,促进低温活化烧结。该粉体在1100℃的低温下即可烧结成瓷;在1200℃烧结3h,陶瓷体致密度达到最大,约7．79g/cm^3,且晶粒尺寸相近,分布均匀。中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰波物理实验室。

有限水域气泡脉动实验方法研究

在2m×2m×2m的实验水箱中开展了小当量PETN水下爆炸气泡脉动实验,采用在水箱壁粘贴吸能材料的方法,有效降低了水箱壁反射冲击波对气泡脉动过程的影响,用压电压力传感器和数字式高速相机获得清晰的气泡脉动过程图像和气泡脉动压力。为了验证实验结果,进行8 kg爆炸水池(直径48m,深23m)相同当量水下爆炸实验,并与水箱和水池的实验结果进行了对比,两者最大误差为4.8%。可以认为,在此水箱中开展5 g以内PETN炸药水下爆炸是可行的,实验结果与无限水域实验结果一致,表明本研究提出的炸药水中爆炸气泡脉动现象的方法是简便和有效的。

高密度流体He+H_2混合物物态方程研究

选择高密度流体He +H2 混合物作为研究对象 ,用Ree混合规则和vanderWaals单组分流体变分微扰理论加量子力学一级修正模型编制计算程序。作为对计算模型及其程序的检验 ,首先用已有的α exp 6优化势参数 ,计算了T =30 0K的He +H2 混合物的等温相平衡线 ,得到了与实验值和分子动力学 (MD)数值模拟一致的结果 ,然后进一步计算了 0～ 60GPa和 5 0～ 70 0 0K压力温度范围内的流体He+H2 混合物 (He∶H2 分别为 1∶1、1∶3、3∶1摩尔比 )的高压物态方程。与Monte Carlo模拟数据所进行的比较表明 ,在低温下 。

柱面冲击波合成对PZT 95/5粉体性能及烧结特性的影响

以Pb_3O_4、ZrO_2、TiO_2和Nb_2O_5为原料,按Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3+1%Nb_2O_5配料混合,采用柱面冲击波装置对粉料进行冲击合成,研究了冲击波作用对粉体性能和烧结特性的影响,并利用球模型推导的扩散机制的烧结方程获得PZT95/5陶瓷的烧结活化能.结果表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相PZT95/5粉体,同时由于冲击波的活化作用和破碎作用,使粉体晶粒细化,并产生了一定程度的晶格畸变,可显著改善陶瓷的烧结性能.该试样在1200℃无压烧结3h,陶瓷体致密度达到7.79g·cm^(-3),其烧结活化能由固相合成试样的242.57kJ·mol^(-1)降低为115.12kJ·mol^(-1),起到活化烧结的目的.

冲击相变对FeMnNi合金层裂行为影响研究

通过逆向加载和等厚对称碰撞实验相结合的方法,确定了FeMnNi合金含冲击相变和卸载逆相变的完整加卸载物理过程和对应加载状态的层裂特征.采用修正的Boettger模型与非平衡两相相变理论模型,成功模拟再现了实验过程,解释了冲击相变、卸载逆相变及卸载冲击波形成的物理机理.利用获得的冲击加卸载历程,从应力波相互作用的角度分析了等厚对称碰撞样品形成"异常"层裂的物理原因,指出层裂发生的机制正是由于受载样品发生了冲击相变和卸载逆相变.

FeMnNi合金冲击加卸载历程研究

采用激光速度干涉仪（VISAR），应用逆向加载实验装置FeMnNi飞片／蓝宝石窗口和FeMnNi飞片／LiF缓冲层／LiF窗口，分别对低相变阈值金属FeMnNi合金含相变的低压和高压冲击加卸载历程进行实验研究。参阅文献[3，4]分析了实验结果。在低压加载下，FeMnNi合金样品存在α→ε相变，卸载时存在逆相变ε→α及逆相变引发的卸载稀疏冲击波；在高压加载下，FeMnNi合金样品存在α→ε相变，卸载时可能存在逆相变ε→γ和γ→ε行为及逆相变引发的卸载稀疏冲击波。

实现金属环动态拉伸的电磁加载技术研究

描述了实现金属环动态拉伸的电磁膨胀环实验方法,改进了快速放电和短路开关两个实现自由膨胀的关键问题,为研究材料本构关系、动态断裂和破碎提供了一条简单而实用的加载途径。主回路电流由Rogowski线圈测量获得,金属环的膨胀速度由狭缝扫描相机测量得到,并由电动力学方程可计算出金属环中的流动应力、应变、应变率以及温升等动态力学参数。

AF1410钢的层裂断裂特性研究

利用一级轻气炮作为加载手段,对AF1410钢的层裂特性进行了研究,获得了AF1410钢的Hugoniot关系、塑性应变率、层裂强度以及层裂片厚度等动态力学参数。对回收的AF1410钢样品进行了断口分析和金相分析,从宏、微观角度分析了AF1410钢在不同应变率下的断裂特性。

微粒场全息术中记录介质的选择和处理研究

针对微粒场全息记录的特点,讨论了记录介质的分辨率和记录介质大小的选择;分析了全息记录介质的感光成像原理,对激光能量的高斯分布和曝光量对微粒场记录的影响进行了研究,给出了光束位置和曝光量对实验的影响结果,并对选用的3种记录介质在给定的处理工艺下的特性曲线进行了对比测试;选定的SY-2型记录介质,记录微粒场时适宜的曝光量为180μJ/cm2。

带尾翼的翻转型爆炸成形弹丸的三维数值模拟

利用LS-DYNA三维动力有限元程序对三点起爆的翻转型EFP形成过程及三个尾翼进行了数值模拟。计算结果与实验结果的比较表明:数值计算结果和实验结果吻合较好,可为弹丸优化设计提供重要参考依据。对药型罩材料分别选择Johnson-Cook和Steinberg两种本构模型进行了数值模拟。计算结果表明:药型罩材料的本构模型选取对形成的尾翼效果有一定影响,Steinberg本构模型与实验结果符合更好。

有机玻璃中条形药包爆炸质点速度的测量

采用电磁质点速度计测量方法，测量有机玻璃中条形装药爆炸不同位置处的质点速度，并对测试数据进行回归分析，获得了条形药包爆炸速度场和能量密度衰减规律和分布，分析了条形药包爆炸速度场和能量密度场的特性．

FeMnNi合金高压相变波形测量和层裂机理分析

采用激光速度干涉仪（VISAR）测试技术，利用逆向加载装置FeMnNi飞片／LiF缓冲层／LiF窗口，对低相变阈值金属FeMnNi合金高压加卸栽历程进行实验研究，结果发现FeMnNi合金在高压加载下发生α→ε相变，在高压卸载下发生ε→γ和γ→α逆相变，并有相应的稀疏冲击波Rs1和Rs2形成。应用该结果分析FeMnNi合金等厚对称在高压加载下的“反常”层裂行为发现，逆相变γ→α引发的稀疏冲击波Rs2与中心稀疏波R的相互作用是导致该“反常”层裂的主要因素。

一维快速拉伸下无氧铜的动态断裂与破碎

利用电磁膨胀环技术对无氧铜环进行了不同加载电压下的动态拉伸实验。对无氧铜在破碎前出现塑性失稳——多重颈缩进行了初步分析,利用能量平衡的破碎理论给出了无氧铜环的破碎分布。三维数值模拟结果表明,颈缩区温升比非颈缩区高,且多重颈缩在环周上的分布服从泊松分布。

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。

钽和LY12铝的高压声速测量

应用两种不同的实验装置钽飞片／LY12铝缓冲层／LiF窗口和钽飞片／LiF窗口。采用逆向碰撞法测量了钽在110～131GPa冲击压力下的纵波声速。实测的钽的声速结果与文献[5]报道的数据有较好的一致性。研究结果表明．作为缓冲层的LY12铝与LiF窗口的阻抗比较接近，使用缓冲层对钽的声速测量结果没有明显影响。实验测量同时获得了LY12铝在110GPa和131GPa冲击压力下的纵波声速。结合文献[4]的数据表明LY12铝在125～150GPa冲击压力范围内，纵波声速随冲击压力的增加逐渐降低至体波声速。

一种新型爆炸膨胀环实验装置

传统爆炸膨胀环实验装置采用两端点起爆,爆轰波对碰后加载驱动器的方式,出现试样环加载后侧向翻转、实验重复性差等问题。本文改进传统爆炸膨胀环实验装置中的起爆方式,研制了一种新型爆炸膨胀环实验装置。新起爆方式采用轴心爆炸丝同步线起爆,在驱动器内形成理想的柱面冲击波,有效避免了试样环受冲击后发生侧向翻转,实现了金属试样环的稳定拉伸加载,实验效率得到大幅提高。

延性金属膨胀环的运动及断裂的三维数值模拟

利用LS-DYNA三维动力有限元软件对延性金属环的膨胀运动与断裂进行数值模拟。在膨胀环圆周加入泊松随机分布断裂成核点,利用J-C本构模型,研究诸如颈缩形成时间、颈缩区与均匀变形区的温度、应力、应变的对比等颈缩形成机理,以及讨论了环圆周上断裂成核点的泊松随机分布碎裂特性的影响。数值计算结果与实验结果、理论分析结果吻合较好,表明施加泊松随机断裂成核点的数值模拟方法是合理的。

Air／SF6界面RM不稳定性诱导的物质混合诊断

不同流体伴随激波的作用，在不同密度介质的界面处往往存在激波诱导的界面不稳定性，即RM（Richtmyer-Meshkov）不稳定性，由此不稳定诱导了物质问的相互混合。文中研究了低马赫（1．23）激波作用Air／SF。界面RM不稳定性问题。Air／SF。初始界面由厚度为1～2um的硝化纤维薄膜相隔得到，利用阴影测试法研究了Air／SF。界面在1．23马赫数激波冲击下，界面混合宽度随时间的发展过程，以及反射激波作用后混合宽度的再增长。实验结果表明混合宽度线性发展前期与经验公式吻合较好。

冲击加载下PZT95/5铁电陶瓷的脉冲大电流输出特性

极化了的PZT95/5铁电陶瓷在冲击波作用下发生铁电相到反铁电相的结构相变,释放出被束缚的电荷,流经外电路,形成脉冲电流.基于这一原理,针对低感、低阻负载的要求,对PZT95/5铁电陶瓷LRC电路响应进行了理论分析,并开展了实验研究.实验采用多组PZT95/5铁电陶瓷并联,获得了前沿小于500ns,峰值大于5kA的大电流.

冲击压缩下铝、铜、钨的剪切模量和屈服强度与压力和温度的相关性

对铝、铜和钨在冲击压缩状态下的剪切模量和屈服强度的实验数据进行了综合分析 ,并与Steinberg Cochran Guinan(SCG)模型的计算结果进行了比较 ,结果表明 ,铝在 5 0GPa、铜在 10 0GPa、钨在 2 0 0GPa冲击压力以内 ,三种材料的剪切模量和屈服强度随温度和压力的变化趋势基本相似 ,即SCG模型的假设 Y′pY0=G′pG0,Y′TY0=G′TG0对这三种材料在上述冲击压力范围内近似成立 ,利用该模型可以较好地描述材料在冲击压缩下的本构行为 .