高压物理学报

贺红亮

2009, 23(1): 1-8 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.001

PDF (890)

摘要:
基于对层裂问题的理解和相关文献，就自由面速度剖面解读层裂问题的局限性提出了一些看法。指出：自由面速度剖面测量给出的层裂破坏过程是间接信息，而不是直接信息，用它确定的理论模型和数值模拟参数，也许并没有真实地反映层裂过程的物理本质；层裂强度常被人们用来表征材料在高应变率下的抗拉伸能力，但是在目前的层裂强度计算公式中没有考虑损伤介质对波剖面传播的影响，使得计算结果明显偏低；传统的单点测量得到的结果有很大的局限性，对于层裂问题，采用概率评估或者置信度评估，也许更符合真实情况。建议：为了全面真实地评价层裂问题中的物理、力学过程，应该加快发展更多的实验探测和诊断技术，尤其是对内部损伤状态的观测。

纳米SiO2形成柯石英的p-T相图

张广强, 徐跃, 孙敬姝, 许大鹏, 王德涌, 张琳, 薛燕峰, 宋更新, 刘晓梅, 苏文辉

2009, 23(1): 9-16 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.002

PDF (830)

摘要:
使用纳米SiO2粉体为原料，在2.0～4.2 GPa、150～1200 ℃范围内进行了一系列的高压高温实验研究，得到了该压力温度范围内晶化产物-石英与柯石英的p-T相图，而且该相图中的相边界在650 ℃以下斜率为负，在650 ℃以上基本水平。通过X射线衍射仪（XRD）、Raman光谱仪（Raman）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR）、DSC-TGA差热分析仪（TG-DTA）-等表征手段，发现纳米SiO2原粉中水分（包含Si－OH和吸附水）的存在能显著降低合成柯石英的温度和时间，在4.2 GPa压力下得到了目前合成柯石英的最低温度190 ℃。常压下，合成的柯石英在800 ℃以下能够稳定存在，在1 000 ℃以上转化为-方石英。

相变引起金属靶板异常层裂的应力波分析

徐薇薇, 唐志平, 张兴华

2009, 23(1): 17-23 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.003

PDF (817)

摘要:
采用唐志平等提出的一种简单混合相相变本构模型，运用特征线分析方法，通过对靶板中弹塑性波和宏观相边界传播情况的分析，对一些异常层裂现象产生的机理给出了理论解释。分析表明，（逆）相变过程的发生会强烈地改变靶板中的冲击波波形，形成所谓的三波结构和稀疏冲击波，板中某些位置还可能出现驻定相边界，各波系间的相互作用更加复杂，从而可能导致一些特殊层裂现象的发生。

金刚石层厚度对复合片(PDC)残余应力的影响

徐国平, 陈启武, 尹志民, 徐根

2009, 23(1): 24-30 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.004

PDF (849)

摘要:
通过X射线应力测试和有限元分析相结合的方法，研究了金刚石层厚度对聚晶金刚石复合片（PDC）残余应力的影响，并根据实验测试结果推导出了PDC表面中心与边缘的应力随金刚石层厚度变化的关系式。随着金刚石层厚度由0.5 mm增加到2.0 mm，PDC表面中心的压应力从1 800 MPa下降至700 MPa左右，而边缘部分的应力逐渐由压应力转为拉应力。金刚石层加厚虽然对边缘部分的最大拉应力影响不大，但使PDC边缘拉应力区宽度由0.76 mm增加到了2.85 mm。金刚石层厚度的增加还使得PDC边缘界面附近y方向的最大拉应力和位于界面边缘处的最大剪应力显著加大，这是金刚石层较厚的PDC界面容易产生裂纹的主要原因。

钙钛矿结构材料Sr8CaRe3Cu4O24压力效应的研究

李圣爱, 王玮, 刘甦, 万贤纲

2009, 23(1): 31-36 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.005

PDF (283)

摘要:
基于密度泛函理论，运用局域轨道密度近似+哈伯德相互作用和平均场方法，研究了新型钙钛矿结构材料Sr8CaRe3Cu4O24在不同压强下的机械、电磁性质，并探讨该材料的居里温度TC随压强变化的规律。计算结果表明：TC随着压强的增加而升高，费米面附近能隙逐渐减小。最后通过海森伯模型对此作出了较为合理的解释。

冲击加载下铝中孔洞长大的微观机理分析

崔新林, 李英骏, 祝文军, 祁美兰, 王海燕, 贺红亮, 刘建军

2009, 23(1): 37-41 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.006

PDF (828)

摘要:
利用扫描电镜和透射电镜观测了冲击加载后高纯铝损伤状态孔洞的分布，发现在冲击波加载后，高纯铝中出现了大量的孔洞，孔洞大小多集中在百纳米尺度，分布不均匀，且呈现出带状形貌，局部区域的孔洞在冲击波作用下优先发展，孔洞长大，形成微米级的大孔洞。进一步的观测发现，在孔洞周围出现了大量的位错发射，发射方向位于{111}晶面上，是面心立方金属的密排面。运用分子动力学模拟进行了对比研究，验证了位错发射方向与观测结果是一致的。

Na填充型方钴矿化合物CoSb3的高压合成及电输运特性研究

董楠, 贾晓鹏, 宿太超, 姜一平, 郭建刚, 邓乐, 马红安

2009, 23(1): 42-45 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.007

PDF (792)

摘要:
利用高压合成方法，在压力为2 GPa、温度为900 K的条件下，以NaN3作为添加剂，成功地合成出了Na填充型的方钴矿化合物CoSb3。X射线衍射（XRD）研究结果表明，当Na填充量达80%时，合成的Na填充型方钴矿化合物CoSb3仍为单相方钴矿结构，没有Na和NaN3等杂质峰。在室温下对不同Na填充量的样品进行了电阻率（）和Seebeck系数（）的测试，研究了不同Na填充量对样品电阻率、Seebeck系数和功率因子（2）的影响。研究结果表明：室温下，样品的电导率随Na填充量的增加而增大，Seebeck系数的绝对值随Na填充量的增加而减小。当Na填充量为0.4时，样品获得了最高的功率因子（8.72 Wcm-1K-2），此值高于He等报道的利用热压法制备的CoSb3的值。填充量对样品电输运特性的影响规律与Pei等研究的K填充型CoSb3的研究结果相一致。上述研究结果表明，高压合成技术有利于提高填充型方钴矿化合物的填充量，并有效地提高样品的电输运特性。

高温高应变率下纯锆的本构模型研究

肖大武, 李英雷, 胡时胜

2009, 23(1): 46-50 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.008

PDF (843)

摘要:
研究了常温至1 073 K、不同应变率下（4.110－4 s－1～2.8103 s-1）锆的压缩力学性能。结果表明，锆的流动应力对温度和应变率的变化比较敏感，随应变率的提高而增大，随温度的升高而降低。基于位错动力学理论，建立了锆的本构模型，并考虑塑性变形过程中孪晶演化的影响，对模型进行了修正。修正后的本构模型预测结果与实验结果吻合较好，可描述很宽应变率和温度范围内锆的塑性变形行为。

基于理想流体对称碰撞模型的爆炸焊接流场角变形计算

张晓立, 王金相, 李晓杰, 刘家骢

2009, 23(1): 51-58 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.009

PDF (822)

摘要:
采用理想流体对称碰撞模型，分析了爆炸焊接流场中沿流线的物理变形，推导出了角变形的理论计算公式，并采用Visual C++语言对其进行了编程计算，获得了驻点近区角变形的大小及变化规律。结果表明，在驻点近区，沿来流至出流方向角变形逐步增大，其变化率在驻点附近最大；沿出流方向，给定碰撞角，角变形随来流速度的增加而增大；给定来流速度，角变形随碰撞角的增大而减小。从理论和实验方面，间接地将计算结果与前人的结论进行了对比验证，结果是一致的，以此为基础配合驻点近区的应变率场，讨论了其对爆炸焊接波状界面形成的影响。

碎片云动量特性数值仿真研究

迟润强, 管公顺, 庞宝君, 张伟, 唐颀

2009, 23(1): 59-64 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.010

PDF (880)

摘要:
铝合金球形弹丸高速撞击薄铝板时，会造成薄铝板穿孔并自身发生破碎，在铝板前后两侧产生碎片云，分别为反溅碎片云和穿透碎片云。反溅碎片云及穿透碎片云具有各自的动量特性，对其动量特性的研究有助于为碎片云理论建模提供依据。采用AUTODYN V6.0软件对直径为6.35 mm的Al 1100-O球形弹丸高速正撞击6种厚度的Al 6061-T6薄板进行了数值仿真计算，撞击速度为1.0～5.0 km/s。得到上述两种碎片云的动量，确定了动量值随撞击速度v及薄板厚度的变化规律。同时，利用仿真得到的动量数据，采用多元回归方法，分别建立了两种碎片云动量模型。最后，对美国国家航空航天局（NASA）报告给出的7种工况下的撞击实验进行了数值仿真计算，并将动量值与实验结果进行了比较，得到的比较结果可用以分析数值仿真的有效性。

钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶的数值研究

楼建锋, 王政, 洪滔, 朱建士

2009, 23(1): 65-70 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.011

PDF (904)

摘要:
使用LS-DYNA程序对钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶问题进行了数值模拟研究，参考文献中的实验数据，分别建立了在低着速与高着速情况下所适用的计算模型，标定了材料参数，计算了撞击速度从200 m/s到2 500 m/s范围内的侵彻情况，计算结果与实验数据符合较好。同时研究了影响长杆侵彻效能的主要因素，结果表明，在高着速的情况下，杆的头部形状对侵彻深度的影响很小，以杆长无量纲化的侵彻深度（P/L0）随长径比（L0/d）的增大而降低。

氮化碳的高压同步辐射研究

李雪飞, 张剑, 刘伟, 马红安, 崔启良, 邹广田

2009, 23(1): 71-74 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.012

PDF (811)

摘要:
采用金刚石对顶砧及原位同步辐射实验技术，对高温高压有机催化反应制备的氮化碳材料，进行了室温及直到44 GPa压力条件下的原位高压同步辐射X射线衍射研究，并用最小二乘法拟合了样品的Murnaghan型等温状态方程。结果表明，在室温及直到44 GPa压力条件下，石墨相C3N4和待定的正交相CN材料都是稳定的，没有发生明显的相变，推测正交相CN材料可能是原始材料三聚氰胺和三聚氰氯在高温高压条件下催化热解产生的某种高分子有机聚合物。

复合材料弹侵彻混凝土靶的研究

钟卫洲, 宋顺成, 张方举, 张青平, 黄西成, 李思忠, 卢永刚

2009, 23(1): 75-80 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.013

PDF (679)

摘要:
利用碳纤维复合材料壳体和金属弹头组成的复合弹体，对混凝土靶进行了高速侵彻实验，弹体分别以336、447和517 m/s的速度对强度为30 MPa、厚度为200 mm的混凝土靶进行正侵彻和30斜侵彻。实验结果表明：碳纤维复合材料壳体具有较高的强度，在高速侵彻靶体的过程中弹体结构能够保持完整，复合材料壳体没有纤维分层和断裂产生。相对于同样结构尺寸的金属弹体（将复合材料壳体替换为密度7.8 g/cm3的金属材料），复合材料弹填充物的质量分数（18.5%）约为金属弹体的两倍，因此采用轻质高强复合材料替代高密度金属弹身，不仅可以提高弹体装填比、增加比毁伤威力，而且还具有较高的侵彻能力。

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