為研究超高速碰撞2A12鋁板產(chǎn)生的熱輻射演化特征,構(gòu)建了超高速碰撞產(chǎn)生熱輻射的測(cè)量系統(tǒng)。采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量與理論計(jì)算相結(jié)合的方法,得到了相近碰撞速度（約3 km/s）、不同彈丸入射角度（彈道與靶板平面的夾角）下的閃光輻射強(qiáng)度、閃光輻射溫度、光譜輻射能量、輻射源面積及發(fā)光效率的演化過(guò)程。結(jié)果表明:閃光輻射強(qiáng)度、閃光輻射溫度及光譜輻射能量均呈現(xiàn)急劇上升后緩慢衰減的特征,并且隨著彈丸入射角度的增加而減小;在閃光輻射溫度達(dá)到峰值后輻射源面積繼續(xù)上升;彈丸入射角度越小發(fā)光效率越高,實(shí)驗(yàn)中發(fā)光效率數(shù)量級(jí)為10^-5。 

【文章來(lái)源】：發(fā)光學(xué)報(bào). 2019,40(03)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

超高速碰撞產(chǎn)生熱輻射的演化特征測(cè)量系統(tǒng)Fig．1Measuringsystemforevolutionarycharacteristicsofthermalradiationcausedbyhypervelocityimpact

00nm)1303．163．321．143．161．782603．152．321．082．041．843903．21．220．60．80．384實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析4．1閃光輻射強(qiáng)度、輻射溫度演化過(guò)程通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到了鋁彈丸以相近碰撞速度、不同碰撞角度碰撞鋁靶產(chǎn)生的閃光輻射強(qiáng)度、閃光輻射溫度演化時(shí)程曲線。由測(cè)量的閃光電壓值hexp依據(jù)公式(8)計(jì)算得到閃光輻射強(qiáng)度，由不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度依據(jù)公式(3)計(jì)算得到閃光輻射溫度。圖2為No．1、No．2、No．3實(shí)驗(yàn)中四通道波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度演化時(shí)程曲線;圖3為No．1、No．2、No．3實(shí)驗(yàn)中最強(qiáng)閃光輻射強(qiáng)度對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的時(shí)程曲線;圖4為No．1、No．2、No．3實(shí)驗(yàn)不同碰撞角度下的閃光輻射溫度時(shí)程曲線，實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)間為觸發(fā)后40μs。由圖2、圖3閃光輻射強(qiáng)度演化曲線可以得出:No．1、No．2、No．3實(shí)驗(yàn)中不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度整體演化趨勢(shì)相同，均呈現(xiàn)快速上升緩慢衰減的特征;隨著碰撞角度的增加，閃光輻射強(qiáng)度峰值降低。由圖3閃光輻射強(qiáng)度演化曲線經(jīng)過(guò)平滑處理后得到30°、60°、90°碰撞角度下閃光輻射強(qiáng)度達(dá)到峰值所需時(shí)間分別為1．9，7，13．8μs，衰減到1/2峰值所需時(shí)間分別為5．5，12．6，27．9μs。圖2不同入射角度及波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度演化曲線。(a)30°;(b)60°;(c)90°。Fig．2Evolutionarycurvesofflashradiantintensitywithdifferentincidentanglesandwavelength．(a)30°．(b)60°．(c)90°．圖3不同入射角度下的閃光輻射強(qiáng)度最大值演化曲線Fig．3Evolutionarycurvesofmaximumflashradiantintensi-tywithdifferentincidentan

378發(fā)光學(xué)報(bào)第40卷當(dāng)彈丸與靶板碰撞時(shí)，在碰撞點(diǎn)附近彈靶材料受到劇烈的沖擊壓縮瞬間融化并在拉伸波的作用下向外噴濺。當(dāng)彈丸垂直碰撞靶板時(shí)，由于彈丸的阻擋只有少量的噴濺物噴出并產(chǎn)生閃光;而當(dāng)彈丸傾斜碰撞(小于90°)靶板時(shí)，產(chǎn)生的大量噴濺物沿下彈道方向瞬間噴出。因此，碰撞角度越小，閃光輻射溫度越高，到達(dá)峰值的時(shí)間越短。同時(shí)，由于超高速碰撞產(chǎn)生的閃光呈現(xiàn)濺射發(fā)光的特征，因此閃光輻射強(qiáng)度及閃光輻射溫度曲線出現(xiàn)多次尖峰(圖4)。圖4不同碰撞角度下的閃光輻射溫度演化曲線Fig．4Evolutionarycurvesofflashradianttemperaturewithdifferentimpactangles4．2閃光輻射能量演化過(guò)程對(duì)光譜輻射能量計(jì)算采用近似的方法，由測(cè)量得到400，500，600，700nm波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度值分別為I1、I2、I3、I4，將380～480nm范圍內(nèi)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度近似為I1，480～580nm范圍內(nèi)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度近似為I2，580～680nm范圍內(nèi)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度近似為I3，680～780nm范圍內(nèi)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的閃光輻射強(qiáng)度近似為I4。由材料的發(fā)射率依據(jù)公式(4)計(jì)算得到光譜輻射能量。圖5為單位面積(m2)不同碰撞角度條件下全譜及可見(jiàn)光范圍的光譜輻射能量理論值;圖6為不同碰撞角度條件下可見(jiàn)光與全譜的光譜輻射能量的比值。結(jié)果表明:光譜輻射能量的演化過(guò)程與閃光輻射溫度基本相同;可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光譜輻射能量占全譜輻射能量的比值隨溫度的升高而增加。圖7為由閃光輻射強(qiáng)度計(jì)算得到的實(shí)際輻射面積范圍內(nèi)閃光輻射能量的測(cè)量值。由于實(shí)際的輻射源面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單位面積(m2)，因此實(shí)驗(yàn)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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