王刚华，阚明先，王桂吉，张朝辉，孙承纬，赵剑衡，谭福利

（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621900）

高速和超高速飞片在材料科学研究领域占有极其重要的地位，发射超高速飞片并与靶材料碰撞，在靶材料内产生高压冲击波，是研究靶材料在超高压范围内（数百吉帕至太帕量级及以上）状态方程的一个重要手段［1］。在众多获得高速飞片的加载技术中，近年来发展起来的磁驱动高速飞片技术越来越引起关注［2－5］。该技术在获得宏观金属飞片的超高速度上独具优势，R.W.Lemke等［6］利用Z脉冲功率装置进行平面样品等熵压缩和发射飞片的实验，驱动宏观铝飞片获得了34km／s的速度。磁驱动高速飞片发射技术的另一个显著优点是可以在一发实验中实现多个样品或飞片的同时加载或发射，提高实验效率。利用该技术获得的超高速平面飞片通过样品设计和加载电流波形调节技术，可以使得飞片保持很好的平面度，并使得飞片在撞靶前保持固体密度状态，适用于材料的超高压状态方程研究，产生的冲击压力可达太帕。

本文中，在流体力学理论与磁流体力学数值模拟的基础上，对飞片的尺寸设计进行分析与讨论。

图1 磁驱动飞片原理图Fig.1 Schematic of the magnetically driven flyer

1 实验样品设计

磁驱动超高速飞片技术的原理是利用大电流流经飞片时在飞片表面产生的磁压力推动飞片运动、将电磁能转化为飞片的动能，在实验中飞片常常就是电极材料本身。如图1所示，阳极的中部被加工出一凹槽，随着电流的增加，电极板上受到的磁压力加大，在电极较薄的位置处，电极被切割下来形成飞片。……