宋萍[1]2003年在《无氧铜高压卸载研究》文中认为本文采用两种实验方法测量了无氧铜在116～148GPa和12、18.5GPa压力下的等熵卸载路径，得到了部分高压和低压区的off-Hugouniot数据。 第一种方法：反射法(用于高压区卸载路径测量)。采用化爆加载、平面波发生器和空腔增压技术，以黄铜为飞片，无氧铜为靶板，测量了抗氢钢(HR2)、重玻璃(SiO_2)、铝合金(LY12／LF6)、镁铝合金(MB2)、有机玻璃(PMMA)、空气(Air)和无氧铜(OFHC copper)各阻抗匹配样品中的冲击波速度，上述材料的Hugoniot状态参数C_0、λ均为已知，由此确定了无氧铜的冲击加载压力和等熵卸载后的状态，得到了等熵卸载路径。 卸载路径的计算和分析表明：在所研究的压力范围，无氧铜的等熵卸载过程用Grüneisen状态方程在γ_0ρ_0=γρ近似下的描述是适用的；卸载到一个大气压的终态粒子速度W与镜像反演的粒子速度2u的偏差，随冲击波压力的增加而增大。由热力学计算得出，无氧铜在从148 GPa到219 GPa的冲击压力下卸载到零压时，有卸载熔化发生。 第二种方法：Lagrange法(用于低压区卸载路径测量)。采用气炮加载，利用台阶样品、双点式VISAR(Velocity Interferometer System for Any Reflector)和镀膜楔形窗口技术，以有机玻璃和无氧铜组合为飞片，碰撞无氧铜台阶样品。利用来自飞片后界面稀疏波对被测样品卸载，测量了样品／窗口界面的粒子速度剖面，得到了无氧铜的卸载路径。 根据界面粒子速度剖面，计算得到了卸载过程中Lagrange声速随界面粒子速度变化的关系，所得结果与文献给出的数据符合很好；其次，利用阻抗匹配近似，计算分析了无氧铜卸载过程的应力-应变关系，并与流体弹塑性模型进行了比较，结果表明：无氧铜的卸载过程存在明显的应变硬化效应。数值计算结果也支持了这种分析：在十几个GPa的压力范围，无氧铜的冲击加载-卸载过程近似满足流体弹塑性模型，但在精确描述，尤其对初始卸载阶段的描述上，仍需要更准确的本构方程和物理模型。
郝高宇[2]2007年在《无氧铜/蓝宝石界面冲击辐射特性及温度测量研究》文中提出在辐射法测量金属的冲击波温度实验中，传统做法都是在透明窗口(蓝宝石或LiF)上镀金属样品膜来避免样品和窗口之间的间隙以尽量实现界面理想接触，通过观测界面辐射而获得界面温度。借助冲击温度、冲击卸载温度以及界面温度叁者之间的定量关系，达到确定金属冲击温度的目的。但是，这类实验所观察到的界面辐射讯号也出现了不确定性和比较大的分散性。同时，近年来有研究表明透明窗口(主要是蓝宝石)在低压下出现不同程度的自发光、吸收等现象，这给冲击测温带来了不利的影响。因此，有必要对金属／窗口界面辐射进行进一步的探索。基于此，本文采用密实无氧铜作样品，在金属样品表面与蓝宝石窗口直接紧密接触情形下研究界面的冲击辐射特性。通过研究和分析，取得了以下新认识和技术进步：(1)本文采用压缩气体作为压力源均匀施压于无氧铜样品／蓝宝石窗口接触界面，通过控制气体压强来改变初始界面接触条件，使无氧铜样品／蓝宝石间的间隙尽可能减小，结果表明气压方式明显优于一般的机械预压方式。在机械预压条件下，精细光学抛光的块状金属和蓝宝石窗口表面直接接触，由于大面积表面的平面度不可能达到理想平面的要求，在接触界面处出现不均匀厚度的间隙。本文采用的“无间隙”界面的制备技术在文献中未见报导过。(2)在100GPa冲击加载条件下，首先获得了几乎没有界面高温层影响的无氧铜／蓝宝石界面辐射历史，发现不同界面接触条件下界面辐射特征明显不同。在改善接触界面过程中，界面冲击辐射剖面经历了从宽、高峰辐射到窄、低峰辐射的变化过程。(3)提出了确定界面辐射温度的一种新方法，即从界面的早期辐亮度信号确定界面辐射温度。由于获得了真实的界面辐射信号，在表观界面温度剖面上可直接读取界面温度，从而避免了光学窗口自身辐射对温度测量结果的影响。
张凌云[3]2004年在《无氧铜冲击熔化特性的实验研究》文中指出冲击熔化研究在材料状态方程研究中具有重要的意义和地位。冲击熔化温度测量是冲击熔化研究的一项重要内容。铜作为一种典型的过渡金属，在冲击波物理实验中是一种重要的中等冲击阻抗材料，其固-液相界的确定对冲击实验设计，特别是卸载路径测量的实验设计和结果分析具有重要价值。高压声速实验数据表明，铜在232GPa左右的冲击压力开始发生冲击熔化，当冲击压力达到265GPa左右时进入液相区，其冲击熔化的起始点和完全熔化点的温度是通过热力学计算得到的，目前没有直接的熔化温度实验数据。本文利用冲击卸载模型计算了典型的Cu／LiF装置在不同的冲击和卸载压力下的熔化质量分数、界面温度与熔化温度的比值等。从模拟计算结果看来，当样品未发生冲击熔化或卸载熔化时，界面温度T_I由Grover模型求解，根据实验获得的界面温度T_I无法得到熔化温度。当样品冲击或卸载熔化进入固—液混合相区或液相线的附近时，随着熔化质量分数X_M→1，界面温度T_I十分趋近熔化温度T_M。在本研究中，没有采用传统的窗口镀膜方法，而是将块状无氧铜样品与LiF窗口直接紧密整合接触，利用辐射法测量了无氧铜样品／氟化锂窗口的界面温度，并把根据能量平衡判据和高压声速测量结果判定发生冲击熔化或卸载熔化的情况下测得的无氧铜样品／氟化锂窗口的界面温度近似作为界面压力下的熔化温度。在没发生冲击或卸载熔化的情况下，根据“叁层介质”热传导模型从实验测得的表观界面温度中扣除界面高温层的影响，得到真实界面温度，再通过Grover模型，反演出无氧铜样品的初始冲击温度。本研究获得的熔化温度和已有的高压声速的测量结果以及理论计算的结果与Lindemann熔化定律较为一致，基本上反映出了铜的高压熔化特性。在较低压力下获得的冲击温度与热力学计算结果较为一致。本文结果为金属冲击熔化温度的直接测量方法的合理性和可行性检验提供了有利的实验证据，对金属熔化温度的实验研究具有重要的意义。
张旭平, 王桂吉, 谭福利, 罗斌强, 种涛[4]2015年在《流体模型假定下无氧铜等熵卸载线的计算与分析》文中研究表明等熵卸载线的研究对物态方程、冲击波在自由面的卸载等问题有重要的意义.基于流体模型假定下推导等熵线的方法,计算得到了无氧铜分别以线性和二次Hugoniot关系为参考的等熵卸载线.在P-u图中,随着初始卸载压力增大,两条等熵卸载线间偏离逐渐变大,等熵卸载线与镜像的Hugoniot线逐渐出现较大的偏离.通过与无氧铜向空气卸载实验的数据比较,采用二次Hugoniot关系为参考得到的等熵卸载线与实验结果更相符,并且自由面卸载过程近似为等熵过程分析是合理的.压力大于180GPa时,用自由面速度的1/2近似得到粒子速度的误差达5%以上,实验中试图通过测量自由面速度得到粒子速度时必须做相应的计算修正.
张凌云, 戴诚达, 许灿华, 谭华[5]2005年在《无氧铜冲击熔化温度的辐射法测量》文中认为在发生冲击熔化的情况下,金属样品/窗口界面压力下的熔化温度与卸载温度数值相等,且十分接近于界面温度值。根据这一结论,利用二级轻气炮加载手段和光辐射法测温技术,用氟化锂(LiF)单晶作透明窗口,获得了110~140 GPa压力范围内无氧铜的熔化温度。实验表明,无氧铜的高压熔化温度数据与文献发表的无氧铜高压声速实验结果是一致的,铜的高压熔化规律可用Lindemann熔化定律近似描述。采用的熔化温度测量方法不必反演出冲击温度,简化了冲击熔化温度的数据处理方法,为金属冲击熔化温度测量提供了一种潜在的技术途径。
彭建祥, 周显明, 宋萍, 张林, 王礼立[6]2005年在《无氧铜动态卸载行为的数值模拟》文中指出分别利用Johnson-Cook(JC)本构模型和Steinberg-Cochran-Guinan(SCG)本构模型对无氧铜在10~20 GPa冲击压力下的卸载过程进行了数值模拟,与冲击-卸载实验结果比较表明,在这样的冲击压力下无氧铜的应变率效应仍然明显,JC模型对无氧铜的动态卸载行为有较好的描述。
宋萍, 蔡灵仓, 周显明, 谭华[7]2005年在《无氧铜等熵卸载路径的实验研究》文中研究指明采用化爆加载,以黄铜为飞片、无氧铜为靶板,测量了以抗氢钢(HR2)、重玻璃(SiO2)、铝合金(LY12/LF6)、镁铝合金(MB2)、有机玻璃(PMMA)和空气(Air)为垫块(Anvil)材料中的冲击波速度(上述材料的Hugoniot状态参数C0、λ均为已知),由此确定了无氧铜的等熵卸载路径。结果表明:在冲击态(即初始卸载态)高达219GPa的压力范围内,无氧铜的等熵卸载过程可用Gr櫣neisen状态方程在ργ=ρ0γ0近似下作很好的描述;各条卸载路径到一个大气压的终态粒子速度US与镜像反演的粒子速度2u的偏差(US-2u)/(2u),随冲击波压力的增加而增大。
罗斌强, 王桂吉, 谭福利, 赵剑衡, 孙承纬[8]2014年在《磁驱动准等熵加载下高导无氧铜的强度研究》文中研究表明基于磁驱动加载装置CQ-4,开展了TU2高导无氧铜(OFHC)材料在准等熵压缩下声速和强度测量的实验研究。讨论了磁驱动压缩测量材料强度实验的负载电极与实验样品设计、数据处理与分析等内容,并获得了25 GPa压力范围内OFHC沿加载—卸载路径的拉格朗日声速和峰值压力点的强度数据。
胡翠娥, 曾召益, 牛振威, 蔡灵仓[9]2017年在《多孔钼的高压声速测量》文中指出【目的】获得更多标准材料钼的高压声速数据。【方法】在二级轻气炮上,采用反向撞击结合光分析法对多孔钼的声速进行了测量。【结果】实验获得了较低压强范围内(低于100GPa)的新的声速数据,并利用对称碰撞和非对称碰撞两种不同的方法,获得了多孔钼的冲击绝热线。【结论】钼在低压区并未有相变的发生。
张友君[10]2012年在《退火与未退火高纯无氧铜的层裂特性研究》文中进行了进一步梳理层裂现象是冲击载荷作用下材料发生动态拉伸破坏的典型形式之一,材料从损伤发展到断裂跨越了微观、细观到宏观的近十个尺度量级,涵盖了不同尺度上的动力学过程。普遍认为延性金属材料层裂是经过了微孔洞的成核、长大和贯通(聚集)等典型物理力学过程。目前的研究表明材料学因素(如材料微观结构不均匀性、位错和缺陷浓度、单晶与多晶、晶粒形状与尺寸、夹杂以及内应力等)和冲击加载条件(如应力波波形、加载应力大小、应变率、拉伸时间、温度以及多维应力效应等)均影响材料层裂的过程和结果。材料在加工或使用过程中经常会引起多方面因素的变化,如塑性变形、老化及热处理等过程的不同会导致材料内部微观结构的差异。本文在前人的研究和认识基础上以典型延性金属高纯无氧铜作为研究对象,开展了退火和未退火高纯无氧铜层裂特性的实验研究,同时关注了样品在未完全和完全层裂时的层裂破坏状态及其特征。论文的主要工作和创新点归纳如下：1.在实验技术上,论文建立了多点测量技术并对层裂样品的不同区域点上自由面速度进行了测量。多点测量采用多路多圈的阵列式多普勒探针系统(DPS)光纤探头,可实现在平面样品上任意点的布局。通过对自由面速度剖面的特点进行统计分析,了解材料内部细观局域性能对层裂产生的影响,反应材料层裂的统计情况。同时,由于开展层裂实验的需要,论文建立了一种新型低冲击应力加载装置。该装置采用网络爆轰驱动飞片的技术,实现了一维平面应变加载。该装置应用于层裂实验研究既可对样品自由面速度剖面进行测量,又可实现样品的软回收。2.开展了退火和未退火高纯无氧铜的层裂实验研究,通过改变飞片的速度,采用点阵DPS技术测量了样品自由面速度剖面,对高纯无氧铜样品退火和未退火实验的结果进行了比较和分析。总体上,波形呈现出相似和典型的损伤或层裂信号,冲击压缩加载阶段的幅值和时间段基本相同,然而从速度的回跳时刻开始出现了一些明显的差异：退火无氧铜的"Pullback"回跳速度值明显高于未退火无氧铜的值；退火无氧铜的回跳速率和波谷后速率也均高于未退火无氧铜的值。完全层裂时退火无氧铜的层裂强度比未退火无氧铜的高约20%-25%。这些结果表明退火无氧铜在受到动态加载时比未退火无氧铜较难于发生损伤和断裂,能够承受的动态拉伸应力较后者高。分析认为这种现象的原因可能是无氧铜在退火时晶体内位错密度降低、晶体间缺陷浓度减小,加工硬化消除以及残余应力减小等因素使得在受到拉伸作用时孔洞成核点减少,导致退火和未退火无氧铜在受到相同的拉伸脉冲时,退火无氧铜的层裂较难于发生3.对样品多点DPS数据进行分析发现,在相同样品的不同测试位置上测得的自由面速度剖面有明显的差异。回跳速度和样品完全层裂时的层裂强度也并不是一个单值。分析认为这可能与材料的组织状态,如材料内部晶粒度尺寸、取向、杂质、微孔洞等分布不均有关。将回跳速度和层裂强度用Weibull分布进行统计,统计结果表明,随着加载应力的增加,回跳速度的(?)Veibull模量逐渐增大,分散性逐渐减小,即初始层裂时回跳速度的分散性大于完全层裂时的情况。这表明在拉伸应力较小时,孔洞簇在成核和长大过程中分布不均匀,而拉伸应力脉冲足够强时,孔洞簇的成核、长大以及贯通的过程更加迅速,能够很快形成较均匀的层裂面。同时,随着加载应力的增加,回跳速度也逐渐增加,但增幅不大。另一方面,比较未退火和退火无氧铜分散性差异时,发现前者的回跳速度和层裂强度的分散性较后者低,表明未退火无氧铜的断裂过程更加迅速。其次,在无氧铜层裂的自由面速度剖面中还发现在到达第一个波谷后,自由面速度剖面出现了小振荡。分析认为这种振荡可能与损伤或断裂后应力波的能量释放率、层裂面反射压缩波与稀疏波的竞争关系或孔洞簇成核长大的速率不均等因素有关。对波谷后速度振荡的分析还发现：未退火无氧铜的振荡较退火无氧铜小；而且振荡随着拉伸应力脉冲的强度增大而逐渐消失。这些结果表明如果材料的断裂过程发生得越“干脆”,则速度回跳时振荡越小。
参考文献：
[1]. 无氧铜高压卸载研究[D]. 宋萍. 中国工程物理研究院北京研究生部. 2003
[2]. 无氧铜/蓝宝石界面冲击辐射特性及温度测量研究[D]. 郝高宇. 西南交通大学. 2007
[3]. 无氧铜冲击熔化特性的实验研究[D]. 张凌云. 中国工程物理研究院. 2004
[4]. 流体模型假定下无氧铜等熵卸载线的计算与分析[J]. 张旭平, 王桂吉, 谭福利, 罗斌强, 种涛. 北京理工大学学报. 2015
[5]. 无氧铜冲击熔化温度的辐射法测量[J]. 张凌云, 戴诚达, 许灿华, 谭华. 高压物理学报. 2005
[6]. 无氧铜动态卸载行为的数值模拟[J]. 彭建祥, 周显明, 宋萍, 张林, 王礼立. 高压物理学报. 2005
[7]. 无氧铜等熵卸载路径的实验研究[J]. 宋萍, 蔡灵仓, 周显明, 谭华. 高压物理学报. 2005
[8]. 磁驱动准等熵加载下高导无氧铜的强度研究[J]. 罗斌强, 王桂吉, 谭福利, 赵剑衡, 孙承纬. 兵工学报. 2014
[9]. 多孔钼的高压声速测量[J]. 胡翠娥, 曾召益, 牛振威, 蔡灵仓. 重庆师范大学学报(自然科学版). 2017
[10]. 退火与未退火高纯无氧铜的层裂特性研究[D]. 张友君. 中国工程物理研究院. 2012