石灰岩冲击损伤实验与破碎特性研究

利用一级轻气炮对石灰岩试件进行冲击损伤实验，采用锰铜压力计对冲击波作用过程进行压力测试，对冲击后的试件进行声波探测和剖切观察，研究石灰岩冲击损伤与破碎特征。实验与分析结果表明，在飞片直径小于试件直径、试件自由面条件较好、碰撞压力在1-1．7GPa的实验条件下，岩石试件的冲击损伤存在头部核心区、环状裂隙区、中部损伤区、底部破坏区的分区特性，且各区的损伤原理不同。软回收装置为试件的侧向和底部创造了良好的自由面条件，以致拉应力对岩石损伤起到了主导作用。最后用有限元软件LS-DYNA对岩石冲击过程进行数值模拟，分析岩石试件的冲击损伤作用，验证了实验结果的正确性。

高压氮气处理微型番茄种子对其生长特性的影响

将微型番茄(RedCherry)的种子分3组在以氮气为传压介质的高压装置中处理,分别在10MPa、20MPa、30MPa3种压力下保持4h,与未经高压处理的对照组种子同时在相同的自然条件下播种培育。通过对随机选取的每组33株植株生长全过程的观察比较,初步研究了高压氮气处理番茄种子对其生长特性的影响。另外,还对各组果实的15种营养成份进行了检测对比。结果显示:在相同的自然条件下,加压组植株的发芽期、幼苗期和开花坐果期与对照组相比有缩短趋势;在同样的环境中,加压组植株遭受自然病害的死亡率较低;在生长后期,20MPa和30MPa加压组中出现异常高大的植株共3株。但是,各加压组与对照组相比,植株平均高度和平均基径没有显著性差异,平均单株果实产量和果实的营养成份也没有表现出明显变化。

兆巴高压下c向蓝宝石的冲击辐射研究

采用三层夹心靶结构,利用铜箔与抛光蓝宝石之间良好的接触条件,使用辐射式高温计在1.30～1.72兆巴压力范围内观测到c向蓝宝石的强冲击辐射。在1.30和1.72兆巴的冲击压力下,得到蓝宝石在0.633μm波长处的不透明系数为1.7 cm-1和5.0 cm-1。实验显示蓝宝石的冲击辐射随着冲击压力的增加而急剧增强。

高压下聚苯胺的研究进展

对高分子采用高压处理是一种有效的合成工艺和改性手段。本文介绍了聚苯胺高压下的合成方法,对聚苯胺高压下的形貌、结构、电学性质进行了总结,并用能带结构进行了分析。最后,阐述了聚苯胺在高压下的应用。

发展中的高温高压布里渊散射系统

介绍布里渊散射原理和布里渊散射光谱仪及在高温高压等极端条件下的原位布里渊散射实验测量系统的发展,建立了国内首家高温高压原位布里渊散射测量系统,并在该系统上完成部分工作.

高压诱导微型番茄株高变异的遗传稳定性

利用高压氮气处理微型番茄(red cherry)种子。在第1代(M0代)试验中,曾发现经过20MPa和30MPa高压处理后,分别出现了占样本总数3%和6%的异常高大的植株,株高为同代对照组的2倍以上,故认为高压处理种子诱导了番茄的株高变异。继上述试验之后,又持续2年进行了M1和M2代试验。在M1代试验中,分别用M0代20MPa组异常高大植株的种子和对照组种子在相同条件下播种栽培;在M2代试验中,分别采用2组M1代植株的种子,在相同的自然条件下播种栽培。结果表明,在加压组M1代中高大植株出现概率为100%,而对照组中出现概率为0,t检验结果表明,2组番茄株高在1%水平上有显著性差异;加压组M2代中高大植株概率仍为100%,与同代对照组相比,株高在1%水平上有显著性差异;加压组M1,M2代数据对比显示,在相同生长时间段,2代株高具有很好的相似性,并与M0代20MPa组中异常高大植株数据非常接近。3代试验结果表明:压力诱导的微型番茄株高变异具有相当可靠的遗传稳定性。

兆巴冲击压力下测量金属铝剪切粘性的实验技术改进

由于在测量高压下金属粘性的实验中不同测量方法得到的粘性系数值存在很大的系统偏差,所以提出和完善实验方法、获得更多可靠的实验数据显得非常必要。通过改进飞片碰撞的实验技术,在101 GPa压力下测量了铝样品中冲击波前沿上正弦形小扰动的振幅衰减和反向振荡现象,借助Miller和Ahrens对非理想初始流场的解析解,求得铝在此压力下的剪切粘性系数约为800 Pa.s。

多孔铁冲击温度的分子动力学模拟

采用Matsui和Anderson提出的Morse型有效原子对势及导带电子热激发能贡献 ,通过分子动力学方法 (MD)对多孔铁的冲击温度进行了数值模拟。计算时 ,采用了在一定冲击压力下多孔铁样品已转变为均匀介质的近似。多孔铁冲击温度的模拟结果与经合理修正后的热力学计算结果相一致。这个结果表明 :在一定的冲击压力下 ,多孔材料样品确实存在一个热力学平衡状态下的温度值。以上结论可能也适用于更高孔隙率的样品 ,当然这一观点还需要更多的实验结果给予证实。

用碳化硅合成的金刚石微晶的抗氧化性

用碳化硅加Ni70 Mn2 5Co5合金体系在高温高压下合成出具有完好晶形的金刚石微晶。通过粒度分析和热重量分析对这种晶体的热稳定性进行了评价。作为比较 ,对工业上用石墨合成的六种不同粒度的金刚石微粉和微晶也作了热重量分析。结果表明 ,用石墨合成的四种普通金刚石微粉的氧化温度随粒度的减小而明显降低 ,当粒度为80～ 10 0 μm到 1～ 2 .5 μm时 ,其起始氧化温度为 770℃到 6 2 7℃ ;两种未经破碎的金刚石微晶的抗氧化性能明显较高 ,其粒度为 2 0～ 70 μm ,起始氧化温度为 80 6℃和 819℃。与它们相比 ,用碳化硅合成出的金刚石晶体的粒度分布在 10～ 5 0 μm范围 ,而起始氧化温度为 838℃ ,完全氧化温度为 110 1℃ ,比用石墨合成的未经破碎的金刚石微晶具有更高的抗氧化性能。本文定性地讨论了用碳化硅合成的金刚石具有高耐热性的原因 ,认为完好的表面和硅杂质的存在可能对这种晶体热稳定性起了重要作用。

采用从头计算方法研究液态氦原子间等效对势

提出了一种具有体心立方排列的原子团簇He9模型,用于模拟液氦中邻近原子的近程平均分布特征,并运用量子从头计算方法和原子团簇理论计算技术,首次从理论上计算了液态氦原子间等效作用对势。计算给出的等效对势能较好地再现液氦的等温压缩线及冲击压缩线,所提出的液体等效结构的原子团簇模型能比较合理地描述液氦近程结构特征以及原子间多体相互作用规律。还将理论对势函数与经验Exp-6势进行了比较。

超临界水中过氧化苯甲酰对聚乙烯降解的促进作用

首次研究了一种添加剂——过氧化苯甲酰(BPO)对高密度聚乙烯在超临界水中降解行为的影响。对使用添加剂和未使用添加剂的实验产物采取多种方式检测对比,得到结论:在降解反应的前30 m in内,聚乙烯降解效率最高;温度是影响降解反应的重要因素;在反应温度较低和反应时间较短的情况下,添加BPO可以有效促进聚乙烯的降解,达到与未添加BPO实验中高温和长时间反应相比拟的效果。同时本文讨论了聚乙烯在超临界水中降解反应机理,对BPO在反应中的促进作用也进行了分析。

压力对导电高聚物聚苯胺性质影响的研究

压力对高分子材料的合成和性质有重要影响,对高分子材料采用压力处理是一种有效的改性手段。介绍了聚苯胺在压力下的制备方法,以及压力对聚苯胺的结构和光电特性的影响,并给出了理论解释。最后,介绍了聚苯胺在压力作用下的应用及前景。

粘性物质中正激波稳定性分析

用线性稳定性理论,分析粘性物质中的正激波稳定性问题.粘性物质中任意强度的一维激波,其稳定性问题可归结为处理复数范围内的特征值问题,该特征值问题由两个一阶常微分方程及一个二阶常微分方程构成.这些常微分方程的系数依赖于流动的基本流场的物理量及其梯度.所获得的特征值问题由一个四阶精度的有限差分离散求解.分析考虑物质粘性的金属铝中的正激波稳定性,可以看出,正激波运动是稳定的,并且激波速度对波前和波后的小扰动量的衰减有相反的作用,而物质粘性有致稳的作用.

溶液中金刚石晶体生长的第三种驱动力

溶剂作用下金刚石晶体生长的驱动力通常有两种。它们分别取决于过剩压和温度差。但金刚石烧结体中出现的异常粒成长现象却不能用这两种驱动力来解释。介绍和分析了自己实验结果的主要规律和典型例证,说明金刚石微粉与粗晶粒之间的表面自由能之差是异常粒成长的驱动力,提出利用这种驱动力来生长金刚石大单晶的设想,并对这种驱动力在天然金刚石生长过程中的作用进行了讨论。

高温高密度条件下氮分子三体关联效应与冲击压缩特性

基于量子化学从头计算方法,计算了处于高密度条件下氮分子之间的两体排斥势和三体关联势,并采用球面平均近似求得了它们各自的高温平均势能值,得到了包括三体关联效应的等效两体势函数与分子间距的解析关系。借助分子流体微扰变分理论,并考虑van derWaals长程作用,分别采用总平均两体势和总等效两体势,计算了液氮的冲击压缩曲线。计算结果表明,在不需要考虑分子离解的压缩范围内(1~35 GPa),三体关联效应的贡献使分子间总等效两体势函数比单独两个分子间总平均作用势函数明显软化,与实验Hugoniot数据结果一致。

粘性金属中的正激波稳定性问题

G.H.Miller等把高压金属中的粘性激波作为强间断面处理,解析推论出:在大粘性系数条件下小扰动激波是不稳定的,物质粘性是导致失稳的因素。本文中针对平面正激波,认为高压金属中的粘性激波的物理量是连续变化的,利用线性稳定性理论,用数值解推论出:在有粘性条件下小扰动激波都是稳定的,物质粘性是致稳的因素。指出G.H.Miller等获得错误结论的原因在于:从无粘流动解推出的小扰动边界条件导致粘性激波小扰动增长。给出实验确定的小扰动速度梯度的边界条件,这样既可以把粘性正激波作为强间断面处理,也能够保证粘性正激波的稳定性。

利用光分析方法测量液态CO多次冲击Hugoniot状态方程

结合液氮低温靶技术和光分析方法同时测量液态CO样品的第一、第二、第三次冲击Hugoniot状态方程,分别在19、60和71 GPa获得3个数据点。样品体积的最大压缩度达到3.5倍,比文献发表的一次冲击最大压缩度提高20%以上。体积测量值比分子流体微扰变分理论的计算结果偏低20%以上,体积发生明显软化现象归因于CO分解反应所致。详述了多次冲击过程的光分析测量方法,该方法应用于其它分子流体可将其物态方程的实验数据点延伸到更高压力和更宽的压缩范围。

晶格振动和热电子对疏松金属材料冲击压缩特性的贡献

根据固体晶格的谐振子模型、热电子的自由电子气模型以及Grüneisen物态方程,仅通过简洁的代数运算分别导出晶格振动、热电子对疏松金属材料的冲击温度、冲击压强、乃至压缩体积贡献的计算公式。结果表明:晶格振动对冲击压缩体积的贡献分量计算公式与吴-经方程的推导结果在形式上具有很好的一致性,同时改进了热电子对体积贡献分量的计算公式。并论证了两个体积贡献分量表达式的合理性及其物理意义。

冲击压缩下钙钛矿顽火辉石的Grüneisen参数、冲击波温度及相稳定性研究

由两组不同初始密度的钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3Hugoniot实验数据,直接导出新的钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3重要的地学及高压物理参数之一——Grüneisen参数γ,得γ0值为1.68,q值为1.34(γ=γ0(ρ0/ρ)q),并由新的Grüneisen参数合理地计算了顽火辉石(Mg,Fe)SiO3Hugoniot实验数据所对应的冲击波温度.通过对计算的p-T曲线与由静压实验数据推论出的钙钛矿到后钙钛矿相边界线对比分析,结果表明在顽火辉石(Mg,Fe)SiO3 Hugoniot实验数据中,冲击压力为120 GPa以上时(相当于下地幔D″层的压力)密度发生的系统性跳跃(增大了1.5%)是由实验误差引起的,而不是钙钛矿到后钙钛矿相变所致.

多体相互作用对高压固氦状态方程的影响

采用量子化学自洽场方法及原子团簇理论对固氦晶格原子势能进行多体展开,定量确定了最近邻原子间距R在0·26—0·175nm之间,短程的两体到五体相互作用对晶体结合能及压缩特性的贡献,并对不同间距下多体展开式的截断位置进行了讨论.结果表明:当最近邻原子间距R在0·26—0·175nm之间取值,在具有hcp相结构的晶格中,氦原子势能的多体展开式是一收敛的交错型级数,该级数中两体项、四体项为正值,而三体项、五体项为负值.当R在0·26—0·23nm之间取值时,仅保留级数中两体和三体项就能很好地描述晶格原子势能;当R在0·23—0·20nm之间取值,多体展式需要展开到四体相互作用项;当R在0·20—0·175nm之间取值必须再加入五体项贡献.考虑到五体相互作用后,理论计算已能圆满地解释目前固氦等温压缩数据,其最大压力达60GPa.