磁驅動準等熵壓縮下鋯的相變特性初步研究及電磁膨脹環(huán)模擬.pdf

1、相變是材料動力學研究的重要領域之一，其成熟的實驗研究方法有靜高壓壓縮和沖擊壓縮，分別近似的對應等溫線和絕熱線。由熱力學知識可知，等熵線介于等溫線和絕熱線之間，因此，準等熵壓縮研究相變是聯系之前兩種研究方法的橋梁，具有重要的科學意義。金屬鋯在較低壓力下會發(fā)生α-ω相變，但是對鋯的α-ω相變壓力報道差別較大(二到十幾GPa)，且主要集中在準靜態(tài)壓縮和沖擊壓縮，準等熵壓縮相變只有美國Los Alamos國家實驗室公布過相關數據，國內這方面工作

2、還是空白，因此，這方面工作具有較高的科學研究價值。
　　本文選擇純度為99.99％的國產純鋯，分別在磁驅動與電炮實驗裝置上完成了金屬鋯的準等熵壓縮相變實驗和沖擊壓縮相變實驗，測量了不同加載壓力波形下鋯的界面、自由面粒子速度剖面，剖面內包含了相變準等熵壓縮相變壓力、相變弛豫時間、新舊相物理特性等有用信息。實驗結果表明，與沖擊壓縮相變相比，鋯準等熵壓縮下的相變壓力明顯增大，這與已有的實驗結果、理論分析一致;在加載壓力峰值相同時，CQ-

3、1.5和CQ-4得到的相變壓力基本相等;加載壓力上升時間較長、樣品較厚時，相變過程對應的速度時間“平臺”較寬。此外，本文利用帶有電磁模塊的LS-DYNA軟件對磁驅動實驗裝置的負載區(qū)進行了構型優(yōu)化，提出了最優(yōu)模型，針對本文相變實驗具體要求以及實驗裝置現階段運行性能，提出了加固構型，并運用到實驗中;分析了實驗中一些因素的影響。
　　此外，本文還利用LS-DYNA軟件模擬了電磁膨脹環(huán)加載過程（計算結果與已有實驗結果吻合良好），分析了電磁