本文選題：聲速 + 狀態(tài)方程��； 參考：《中國工程物理研究院》2016年博士論文

【摘要】：物質(zhì)的相圖和狀態(tài)方程是凝聚態(tài)物理研究的基礎(chǔ)內(nèi)容。構(gòu)建全區(qū)多相狀態(tài)方程模型的常用方法是有效連接不同“特定區(qū)域”的物理模型并與實驗數(shù)據(jù)進行比較驗證。這些“特定區(qū)域”通常由相圖中的相界、三相點或者特定物理條件確定。因此,材料相變對于全區(qū)多相狀態(tài)方程建模非常重要。在過渡金屬高壓相圖研究中,由動、靜高壓實驗和理論計算得到的熔化數(shù)據(jù)存在巨大差異,其熔化機理仍然是一個未能徹底解決的難題。頗具爭議的可能原因之一是在沖擊熔化前體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)是否保持穩(wěn)定、是否發(fā)生了固-固相變而轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌Y(jié)構(gòu)。此外,典型多形相變材料鉍(Bi)在沖擊熔化液相區(qū)的狀態(tài)方程實驗數(shù)據(jù)分散性較大、高壓聲速等物性參數(shù)的實驗數(shù)據(jù)很少,在很大程度上影響了其多相狀態(tài)方程理論模型的置信度�；谏鲜龇治�,本文針對文獻中鉭(Ta)的聲速實驗數(shù)據(jù)和沖擊回收實驗中發(fā)現(xiàn)絕熱剪切帶所表明可能存在的固-固相變,開展了基于對碰臺階法和反碰法的精密聲速測量實驗、沖擊回收實驗和彈塑性對聲速測量影響的實驗研究,結(jié)合最新的加溫以及旋轉(zhuǎn)DAC靜高壓實驗與文獻數(shù)據(jù),多種實驗數(shù)據(jù)交叉比對結(jié)果表明：在沖擊熔化前,Ta的BCC結(jié)構(gòu)相保持穩(wěn)定,沒有發(fā)現(xiàn)Ta發(fā)生了固-固相變的證據(jù)。對于Bi在沖擊熔化液相區(qū)狀態(tài)方程實驗數(shù)據(jù)分散性較大、高壓聲速等物性參數(shù)的實驗數(shù)據(jù)很少的問題,通過非對碰臺階法測得了Bi的高精度Hugoniot和聲速實驗數(shù)據(jù),為其完全沖擊熔化壓力的確定、校驗高壓區(qū)的多相狀態(tài)方程理論模型、以及低壓區(qū)實驗數(shù)據(jù)和理論計算結(jié)果提供了參考數(shù)據(jù),為在一維沖擊加載范圍有限的條件下、開展高精度的多物理量聯(lián)合測量提供了實驗依據(jù)。在預(yù)加熱沖擊實驗中,存在樣品溫度梯度較大、測試信號信噪比較差等難點,本文通過實驗裝置和加溫、控溫工藝的優(yōu)化設(shè)計以及樣品/窗口界面的精細(xì)鍍膜處理,在鉬(Mo)樣品預(yù)加熱溫度約為500 K時,成功獲得了明顯特征完整、信噪比較高的Mo/LiF界面粒子速度歷史；得到預(yù)加熱Mo的聲速實驗數(shù)據(jù)在不確定度范圍內(nèi)支持“在沖擊熔化前沒有發(fā)現(xiàn)Mo發(fā)生了固-固相變的證據(jù)”這一結(jié)論；建立了沖擊加載、預(yù)加熱條件下金屬材料的Hugoniot和聲速測量實驗技術(shù),為進一步開展高精度、更高預(yù)加熱溫度的沖擊加載實驗提供了技術(shù)支持。實驗數(shù)據(jù)測量不確定度的可靠性對研究物理問題至關(guān)重要,科學(xué)、適用的評定方法是提高測量不確定度可靠性的關(guān)鍵,而目前對于材料高壓聲速實驗數(shù)據(jù)的測量不確定度評定的詳細(xì)報道較少。本文基于MC方法在偏離GUM方法適用條件的情況下具有較高的可靠性,建立了GUM和MC相結(jié)合的測量不確定度評定及數(shù)據(jù)分析綜合方法,提高了實驗數(shù)據(jù)測量不確定度評定結(jié)果的可靠性,為比較不同的實驗數(shù)據(jù),開展后續(xù)沖擊高壓下的物性研究實驗以及科學(xué)評定測量不確定度奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:The phase diagram and state equation of the material are the basic contents of the condensed state physics research . The common method of constructing the model of the multi - phase state equation in the whole area is that the physical model of different " specific areas " is effectively connected and compared with the experimental data .
The conclusion that the experimental data of the sound velocity of the pre - heated Mo support " no evidence of the solid - solid phase transition of Mo before impact melting " is supported in the uncertainty range .
The Hugoniot and sound velocity measurement technology of metal materials under impact loading and pre - heating conditions are established to provide technical support for further developing shock loading experiments with high precision and higher preheating temperature .
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O469

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本文編號：1900702