[100]LiF 单晶在60 GPa 以内冲击加载下的高压屈服强度特性*
2022-05-21李雪梅俞宇颖南小龙甘元超叶想平胡建波王倩男
爆炸与冲击 2022年4期
谭 叶,李雪梅,俞宇颖,南小龙,甘元超,叶想平,胡建波,王倩男
(中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川 绵阳 621999)
材料高压高应变率冲击响应特性作为冲击波物理的重要研究内容,往往借助于速度剖面测量进行诊断和分析。加窗测量由于可以有效减弱自由面波反射的影响,对于获取波形畸变尽可能小的速度剖面十分重要,在高压强度、冲击相变、熔化等研究中发挥了重要作用。这时,样品内原位波剖面反演依赖于光学窗口自身的冲击特性参数,需要分别描述其应力球量()和偏量()特性的状态方程和本构方程,后者特指描述材料屈服强度特性的函数,如SCG 模型、PTW 模型等。然而,当前相关研究在进行原位波剖面反演时往往忽略光学窗口的强度特性,而只采用状态方程近似描述其应力状态。这种流体近似处理在数百万大气压的高压区是合理的,但在光学窗口尚具有抗剪切能力的中低压力区将导致数据反演精度降低。以氟化锂(LiF)窗口为例,忽略其强度特性可能导致待测材料屈服强度偏离~10%,这对于精密实验是不可忽略的影响。另外,笔者在Sn 相变特性研究中也发现,LiF 窗口屈服强度差异可导致锡相变特征拐点相差~60 m/s。
LiF 单晶由于波阻抗适中、光学透明压力范围宽(冲击:~210 GPa;准等熵:~800 GPa)等优点,是最常用的光学窗口材料。针对LiF 冲击特性已有较多报道,但集中于光学特性、状态方程10,、弹性波衰减及塑性变形机理,高压强度特性研究十分缺乏。……
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