高压物理学报

董刚, 范宝春

2011, 25(3): 193-199 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.001

PDF (497)

摘要:
采用数值模拟的方法研究了超音速来流撞击圆锥体诱导的驻定爆轰波的结构和性能，讨论了不同初始来流温度下，爆轰波结构和波后压力的变化。结果表明，随着来流初始温度的降低，爆轰波的增压比逐渐增加，有利于提高驻定爆轰发动机的推进性能。当初始温度较高时，爆轰波阵面呈现光滑平直的形态，而初始温度较低时，爆轰波呈现出明显的三波点结构，且温度越低，三波点数量越多排列越紧密，这些具有较高压力的三波点对爆轰波波后压力的变化起到了重要作用。

聚晶金刚石复合片超高压烧结过程的实验研究

徐国平, 尹志民, 陈启武, 黄继武

2011, 25(3): 200-206 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.002

PDF (511)

摘要:
采用X射线衍射（XRD）分析、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）等方法，对在压力5.6 GPa、温度1 460 ℃条件下，加热时间分别为2、3、4、6、8、10 min的聚晶金刚石复合片（PDC）样品进行了分析。结果表明：PDC的烧结经历了金刚石的石墨化过程，而且在烧结过程中金刚石层表面的XRD图谱出现了WC衍射峰，强度由弱到强，再由强到弱，直至消失；进一步的研究发现，PDC中助烧结剂Co的晶格常数因C和W原子的固溶会变大，并随PDC加热时间的延长出现一个峰值；从硬质合金基体扩散到金刚石层的Co由于扩散通道各异、所受阻力不同，使得其分布不均匀。

冲击下花岗岩界面动态摩擦特性实验研究

徐松林, 郑文, 刘永贵, 郑航

2011, 25(3): 207-212 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.003

PDF (586)

摘要:
为研究岩石界面动态摩擦性能，对房山花岗岩进行了冲击速度42.2~130.6 m/s、倾斜角为20和30的横剖试样斜撞击实验。倾斜角为20的为对比实验，研究不发生滑动时的界面性能；在倾斜角为30的实验中，靶和飞片撞击界面发生相对滑动，用于研究发生界面滑动时的动态摩擦性能。基于此，研究了正应力在317~685 MPa、界面相对滑移速度在2.76~24.88 m/s时花岗岩界面滑动态摩擦状态。其结果可以初步揭示地震过程板块动态摩擦过程摩擦强度急剧降低的现象。

3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴压力容器的围压标定

韩亮, 周永胜, 何昌荣, 姚文明, 刘贵, 刘照星, 党嘉祥

2011, 25(3): 213-220 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.004

PDF (1018)

摘要:
新研制的3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴实验系统，改进了高压容器的装样方式以及样品的尺寸，由于装样部件之间摩擦以及克服传压介质本身的强度，视载围压和真实围压具有较大差异，在完成压力容器温度标定的基础上，采用部分熔融法在不同温度和压力条件下进行围压标定实验研究。实验使用LiCl-KCl混合氯化盐样品，分别在300~1 400 MPa视载围压的条件下，对样品进行缓慢加温，成功观测到实验力学数据和温度数据的同时响应，确定了混合氯化盐的初熔温度，通过已知熔融曲线方程计算得出真实围压。通过比较不同的实验条件和观察实验后装样结构，给出了摩擦力的变化规律：在300~500 MPa压力条件下，摩擦力百分比呈现降低趋势，从52%降低到31.2%；在700~1 200 MPa压力条件下，摩擦力约占11.4%；在1 400 MPa压力条件下，摩擦百分比从11.4%上升到15.5%。通过对比国内外同类实验设备摩擦力认为，该设备真实围压的精度达到了国际同类设备的水平。

爆炸载荷作用下锥形飞片的平面度研究

张柱, 栾广博, 宁建国

2011, 25(3): 221-226 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.005

PDF (612)

摘要:
尽管分离式Hopkinson压杆（SHPB）和轻气炮作为较为常用的两种动加载手段已经被广泛应用到多种材料的动态力学特性研究之中，但由于其自身加载试件尺寸较小，难以满足真实的混凝土和钢筋混凝土的实验研究需要。为解决该问题，提出了一套大尺寸简易爆炸加载装置，将飞片设计为锥形，利用炸药直接驱动飞片，实现大尺寸加载。先用数值模拟完成对爆轰加载装置的初步设计和优化，通过模拟炸药驱动飞片的动力过程，给出飞片和药柱的优化尺寸；然后利用自制的同轴探针、脉冲形成网络和两台示波器进行靶场实验测定，研究飞片平面度，提出改进方案，最终为大尺寸混凝土和钢筋混凝土试件的动态加载实验做准备。

靶结构对烧蚀模式激光推进效应影响的数值模拟

童慧峰, 唐志平

2011, 25(3): 227-234 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.006

PDF (583)

摘要:
强激光辐照于固体平面靶产生高温、高压等离子体喷射，进而对固体靶产生力学推进效应，这是烧蚀模式激光推进的基本原理。采用针对高温气体（等离子体）电离度的一种近似计算方法，以及具有五阶精度的广义Godunov差分格式-加权本质无振荡格式WENO（Weighted Essentially Non-Oscillatory Schemes），对强激光烧蚀固体靶产生等离子体喷射推进效应进行数值模拟。计算了固体靶面横向尺寸与激光光斑大小对推进效应影响的耦合关系，以及不同靶面结构烧蚀压力随时间的变化及其推进效应参数变化。数值模拟结果表明，靶面横向尺寸与光斑大小具有最优耦合值；固体靶面增加约束喷管结构对激光推进效应明显增大，并且随着约束喷管位置的不同，对激光推进效应增大的影响也有较大差异。

柱形装药水中爆炸气泡的形态演变

黄超, 汪斌, 刘仓理, 王彦平, 谭多望

2011, 25(3): 235-241 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.007

PDF (584)

摘要:
采用高速摄影方法在实验水箱中获得了长径比为3.35~6.75的柱形PETN炸药水中爆炸气泡脉动的图像，进而结合真实的爆轰过程和Rayleigh气泡运动方程，研究了气泡的形态演变规律。研究结果表明，柱形装药在水中爆炸时，形成的初始气泡的形状为非球对称形，这种非对称特征随长径比的增加而增大。气泡表面的运动也表现出明显的非球对称特征，气泡表面在装药径向的膨胀运动呈指数衰减，在装药轴向两端的膨胀运动更接近于分段线性衰减。气泡表面的不对称运动与柱形装药水下爆炸的能量输出结构不均有关，与冲击波的有效能量分布规律是相似的。

用不同合成体系制备黑色立方氮化硼的研究

杜勇慧, 张铁臣, 张伟森

2011, 25(3): 242-246 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.008

PDF (585)

摘要:
立方氮化硼（cBN）晶体随颜色的加深，晶体的晶形越完整，晶体尺寸也越大。采用Mg+hBN、LiH+hBN、Li3N+hBN+B和B+Li3N 4种体系分别合成出了黑色的立方氮化硼晶体。通过光学显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等测试分析手段，从合成条件、晶体形貌、颗粒度及残余应力等方面对不同体系合成出的黑色cBN晶体作了比较。结果表明，不同体系的合成效果有很大差别。在实际应用中应该根据需要采用不同的体系，以达到最优化合成目的。

热电材料PbTe1-xSex的高压制备及电学性能研究

宿太超, 朱红玉, 李洪涛, 李尚升, 李小雷, 马红安, 贾晓鹏

2011, 25(3): 247-250 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.009

PDF (685)

摘要:
利用高温高压技术，制备了热电材料PbTe和PbSe的固溶体合金PbTe1-xSex，在室温下对其结构及电学性质进行了研究。X射线衍射（XRD）测试结果表明：PbTe1-xSex具有NaCl结构；晶格常数随着Se含量（x）的增加而减小；PbTe1-xSex的电阻率和Seebeck系数的绝对值随x的增大而减小；功率因子随x的增大先增大而后减小，当x=0.1时功率因子最高，达到21.7 W/(cmK2)，比相同条件下制备的PbTe高20%。

分段弹侵彻效率的数值模拟研究

邓云飞, 张伟, 曹宗胜, 陈勇

2011, 25(3): 251-260 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.010

PDF (543)

摘要:
采用ANSYS-AUTODYN数值模拟软件针对撞击速度在1 500~3 500 m/s内的平头分段杆侵彻效应进行研究，分析分段杆的侵彻效率和弹坑形状与分段杆的连接结构、间隔和撞击速度等参数的关系。结果表明，在一定的条件下，分段杆的侵彻效率比连续杆更优越。通过对公开报道的实验工况进行数值模拟，验证了数值模拟结果的有效性，对分段杆的侵彻机理研究及工程结构设计具有指导意义。

导弹动爆对模拟船舱毁伤效果试验研究

杜红棉, 王燕, 祖静, 徐鹏, 马游春

2011, 25(3): 261-267 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.011

PDF (653)

摘要:
设计了基于火箭橇的导弹动爆试验，介绍了模拟船舱的结构尺寸、测试点的布设情况及测试仪器性能。通过获取的断线、光、压力、加速度信号得出如下结论：测试方法有效；冲击波在舱室内传播不均匀，导弹运动方向反射冲击波很大，反方向较小，两者比例可达3.5∶1，舱室的角隅部位冲击波压力高于壁面正反射压力；导弹穿甲时舱壁的冲击振动高达10 000 g，且穿甲舱壁的冲击远大于其它舱壁，被破片击中会加大舱壁的振动幅值。

强流脉冲电子束作用下20钢的微观结构状态

李艳, 蔡杰, 邹阳, 万明珍, 关庆丰

2011, 25(3): 268-274 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.012

PDF (467)

摘要:
为了研究金属材料的超快变形行为，利用强流脉冲电子束（HCPEB）装置对20钢进行轰击，采用X射线衍射、光学显微镜及透射电镜等技术分析了受轰击样品的变形组织与结构。实验结果表明，强流脉冲电子束能够在材料表层诱发幅值为1 GPa量级的应力，快速的加热和冷却过程在近表层诱发了强烈的塑性变形，并在材料表层内形成了复杂的位错缠结结构和位错胞结构，同时还伴随位错圈等空位簇缺陷的形成，多次轰击导致局部区域形成纳米和非晶结构。HCPBE轰击诱发的幅值极大的应力和极高的应变速率而导致的整个原子平面的位移可能是非晶结构形成的关键原因。

(Fe0.03Ni0.97)8(Si0.79P0.21)3的等温状态方程研究

杨晶, 巫翔, 秦善

2011, 25(3): 275-281 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.013

PDF (628)

摘要:
采用固态高温烧结反应方法，成功合成出了陨硅镍铁石样品(Fe0.03Ni0.97)8(Si0.79P0.21)3。X射线衍射结果表明，合成样品的结构为R3'c，对应的晶胞参数为a=b=0.663 8(1) nm，c=3.789 2(2) nm，V=1.446 15(6) nm3。在室温下，对样品进行原位高压X射线衍射研究，实验最高压力达到21.3 GPa，随着压力的升高，晶胞体积逐渐减小，但并没有观察到结构相变。利用Birch-Murnaghan状态方程对体积与压力的关系进行拟合，获得常温常压下的体积V0=1.441 4(24) nm3，体积模量K0=220(7) GPa。晶轴与压力的关系利用Murnaghan状态方程拟合，获得a轴和c轴的模量分别为Ka=257(9)和Kc=165(4)，c轴较a轴容易压缩。

受阻酚AO-80/丁腈橡胶复合材料的压力-体积-温度关系研究

张国荣, 赵秀英, 高悦凯, 吴丝竹

2011, 25(3): 282-288 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.014

PDF (571)

摘要:
研究制备了具有高阻尼性能的受阻酚AO-80/丁腈橡胶复合材料样品，采用动态粘弹性测试得到了损耗因子tan 与温度T的关系曲线。分析表明，随着受阻酚含量的增加，tan 峰的位置向高温方向移动，tan 峰的峰值也逐渐提高；利用pvT高压膨胀计对样品进行了测试，采用Tait方程研究了其压力-体积-温度（pvT）性能，对此计算出Tait方程中的相应参数。结果表明，由Tait方程计算所得的pvT理论关系与定性实验结果一致，具有较好的规律性，即对AO-80/丁腈橡胶复合体系b1值随AO-80量的增加而逐渐降低，AO-80量越大，该体系Tg时的绝对比容越小；b2随AO-80量的增加而逐渐增大，AO-80量越大，该体系随温度膨胀越显著；b3、b4均为常数，即B为常数，复合材料的比容只与压力存在一定关联；同时用Tait方程计算所得的值与实验值的平均残差均小于0.02，吻合度较好；结果表明，Tait方程可以较好地描述该体系的pvT关系，为定量研究阻尼材料的pvT性能提供了理论指导。

2011年第25卷第3期

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