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)生熱輻射的測量系統(tǒng)。采用實驗測量與理論計算相結(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)光效率的演化過程。結(jié)果表明:閃光輻射強度、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,實驗中發(fā)光效率數(shù)量級為10^-5。 

【文章來源】：發(fā)光學報. 2019,40(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

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

00nm)1303．163．321．143．161．782603．152．321．082．041．843903．21．220．60．80．384實驗結(jié)果及分析4．1閃光輻射強度、輻射溫度演化過程通過實驗測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)生的閃光輻射強度、閃光輻射溫度演化時程曲線。由測量的閃光電壓值hexp依據(jù)公式(8)計算得到閃光輻射強度，由不同波長對應的閃光輻射強度依據(jù)公式(3)計算得到閃光輻射溫度。圖2為No．1、No．2、No．3實驗中四通道波長對應的閃光輻射強度演化時程曲線;圖3為No．1、No．2、No．3實驗中最強閃光輻射強度對應波長的時程曲線;圖4為No．1、No．2、No．3實驗不同碰撞角度下的閃光輻射溫度時程曲線，實驗記錄時間為觸發(fā)后40μs。由圖2、圖3閃光輻射強度演化曲線可以得出:No．1、No．2、No．3實驗中不同波長對應的閃光輻射強度整體演化趨勢相同，均呈現(xiàn)快速上升緩慢衰減的特征;隨著碰撞角度的增加，閃光輻射強度峰值降低。由圖3閃光輻射強度演化曲線經(jīng)過平滑處理后得到30°、60°、90°碰撞角度下閃光輻射強度達到峰值所需時間分別為1．9，7，13．8μs，衰減到1/2峰值所需時間分別為5．5，12．6，27．9μs。圖2不同入射角度及波長對應的閃光輻射強度演化曲線。(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度最大值演化曲線Fig．3Evolutionarycurvesofmaximumflashradiantintensi-tywithdifferentincidentan

378發(fā)光學報第40卷當彈丸與靶板碰撞時，在碰撞點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。當彈丸垂直碰撞靶板時，由于彈丸的阻擋只有少量的噴濺物噴出并產(chǎn)生閃光;而當彈丸傾斜碰撞(小于90°)靶板時，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，到達峰值的時間越短。同時，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程對光譜輻射能量計算采用近似的方法，由測量得到400，500，600，700nm波長對應的閃光輻射強度值分別為I1、I2、I3、I4，將380～480nm范圍內(nèi)波長對應的閃光輻射強度近似為I1，480～580nm范圍內(nèi)波長對應的閃光輻射強度近似為I2，580～680nm范圍內(nèi)波長對應的閃光輻射強度近似為I3，680～780nm范圍內(nèi)波長對應的閃光輻射強度近似為I4。由材料的發(fā)射率依據(jù)公式(4)計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程與閃光輻射溫度基本相同;可見光范圍內(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為由閃光輻射強度計算得到的實際輻射面積范圍內(nèi)閃光輻射能量的測量值。由于實際的輻射源面積遠遠小于單位面積(m2)，因此實驗?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高速碰撞誘發(fā)閃光輻射溫度的測量及誤差分析[J]. 韓雅菲,唐恩凌,賀麗萍,王猛,郭凱,夏瑾,劉淑華,馬建軍,王睿智,李振波.  發(fā)光學報. 2018(05)
[2]超高速碰撞2A12鋁板產(chǎn)生閃光輻射的空間演化規(guī)律[J]. 唐恩凌,李振波,韓雅菲,王睿智,賀麗萍,劉淑華,王猛,相升海,夏瑾,郭凱,馬建軍.  發(fā)光學報. 2017(07)
[3]超高速撞擊2A12鋁過程中鋁原子的光譜輻射特征[J]. 唐恩凌,徐名揚,張慶明,王猛,相升海,夏瑾,劉淑華,賀麗萍,韓雅菲,郭凱.  發(fā)光學報. 2016(08)
[4]Experimental Study on Light Flash Radiant Intensity Generated by Strong Shock 2A12 Aluminum Plate[J]. 唐恩凌,張立佼,張慶明,施曉涵,王猛,王迪,相升海,夏瑾,韓雅菲,徐名揚,吳盡,張爽,袁健飛.  Plasma Science and Technology. 2015(07)
[5]強沖擊LY12鋁靶產(chǎn)生閃光的輻射強度演化特征[J]. 唐恩凌,施曉涵,王猛,相升海,劉淑華,楊明海,張薇,李樂新.  強激光與粒子束. 2014(07)
[6]超高速碰撞可見光譜輻射強度測量技術(shù)[J]. 石安華,柳森,黃潔,李毅,韓冬,馬平.  實驗流體力學. 2007(04)



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