在一級輕氣炮中利用納秒時間分辨能力的激光拉曼光譜測量技術(shù)研究苯在多次沖擊加載下C-H伸縮振動拉曼光譜的變化。拉曼光譜結(jié)果顯示,在多次沖擊加載中第1次沖擊時只發(fā)生拉曼頻移和峰寬展寬;而在第3次沖擊加載壓力為2.98 GPa時,拉曼峰出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象,分析認(rèn)為苯發(fā)生固相變化:為苯的沖擊相變動力學(xué)研究提供重要的實驗數(shù)據(jù)。 

【文章來源】：機(jī)電技術(shù). 2020,(06)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

實驗原理示意圖

如圖2所示為實驗A的實驗信號，橫坐標(biāo)為拉曼頻移，縱坐標(biāo)為拉曼強(qiáng)度。為了更直觀比較拉曼光譜在實驗前后的變化，對實驗前的光譜強(qiáng)度進(jìn)行按比例縮小，使得實驗前后的拉曼強(qiáng)度相當(dāng)，但這不影響光譜形狀和峰位的變化。實驗A的（1）為樣品實驗前信號，（2）為在第一次受到?jīng)_擊加載時的拉曼光譜信號。從實驗結(jié)果可以看出沒有出現(xiàn)峰的分裂或新峰的產(chǎn)生，只有發(fā)生了峰位頻移和峰寬變寬，這是由于苯分子隨著壓力的增加，分子間的距離變短，分子之間的相互作用增強(qiáng)導(dǎo)致，這與筆者之前的研究結(jié)果一致[27]。鑒于程小理等人[22]用光透射方法在多次沖擊加載下觀察苯的透射率變化時，樣品在第1次沖擊時，透射率沒有發(fā)生變化，而在第2次沖擊時光的透射率開始發(fā)生了下降，筆者利用光透射法重復(fù)這樣的實驗，得到的結(jié)果與程小理等人的研究結(jié)果一致：樣品在第2次沖擊時發(fā)生結(jié)晶固相變化，使得光的透射率發(fā)生下降且在第3次、第4次沖擊下降更明顯。為了保證采集的樣品已經(jīng)開始處于相變過程中，把拉曼光譜的采集時間設(shè)置在第3次沖擊加載時，實驗B獲取的實驗信號如圖3所示，其中a為實驗前信號、b為實驗后的信號。從實驗信號來看出現(xiàn)2個峰。文獻(xiàn)[8]得到了靜壓下C-H伸縮振動峰，在發(fā)生固相變化時，此峰出現(xiàn)了類似的雙峰，即峰發(fā)生分裂；而在動態(tài)加載下沒有得到與在靜壓下觀察的現(xiàn)象，這可能是由于信噪比，背景光、光譜分辨率等影響，導(dǎo)致沒有得到相變的信息。而從相圖分析[15]，借助熱力學(xué)計算，第1次沖擊時M點（0.75 GPa,172℃），樣品還沒有進(jìn)入固相區(qū)，而第3次沖擊時N點（2.98 GPa,285℃）已經(jīng)下入了固相區(qū)，如圖4所示。為此分析認(rèn)為樣品在第3次沖擊時已經(jīng)達(dá)到了相變的條件，從而導(dǎo)致拉曼光譜信號發(fā)生雙峰的現(xiàn)象。由于沒有新峰的產(chǎn)生，本文沒有對相變后的成分進(jìn)行分析，今后將對測量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化提高信噪比和收集效率，對樣品做更詳細(xì)的研究。圖3 實驗B拉曼光譜信號

實驗B拉曼光譜信號

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二級炮加載條件下高分辨激光瞬態(tài)光譜技術(shù)及液態(tài)苯的沖擊穩(wěn)定性研究[J]. 趙北京,劉福生,王文鵬,張寧超,馮立鵬,張明建,薛學(xué)東.  光譜學(xué)與光譜分析. 2013(10)
[2]瞬態(tài)激光拉曼光譜測量系統(tǒng)及其在苯?jīng)_擊壓縮實驗中的應(yīng)用[J]. 陳源福,劉福生,張寧超,趙北京,王軍國,張明建,薛學(xué)東.  高壓物理學(xué)報. 2013(04)
[3]沖擊加載過程中苯的液—固相轉(zhuǎn)變[J]. 程小理,劉福生,李永宏,彭小娟,張明建.  物理學(xué)報. 2011(09)
[4]氣炮加載實驗中光學(xué)窗口透射率測量技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 李永宏,劉福生,程小理,馬海云,張明建,薛學(xué)東.  高壓物理學(xué)報. 2010(06)
[5]利用光分析方法測量液態(tài)CO多次沖擊Hugoniot狀態(tài)方程[J]. 鄭雪萍,劉福生,張明建,陳先猛,孫悅.  高壓物理學(xué)報. 2008(04)
[6]高速彈丸的磁感應(yīng)測速方法[J]. 施尚春,陳攀森,黃躍.  高壓物理學(xué)報. 1991(03)



本文編號：3296357