无氧铜高压卸载研究

来源 :中国工程物理研究院北京研究生部 | 被引量 : 5次 | 上传用户:ty782406826
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本文采用两种实验方法测量了无氧铜在116~148GPa和12、18.5GPa压力下的等熵卸载路径,得到了部分高压和低压区的off-Hugouniot数据。 第一种方法:反射法(用于高压区卸载路径测量)。采用化爆加载、平面波发生器和空腔增压技术,以黄铜为飞片,无氧铜为靶板,测量了抗氢钢(HR2)、重玻璃(SiO2)、铝合金(LY12/LF6)、镁铝合金(MB2)、有机玻璃(PMMA)、空气(Air)和无氧铜(OFHC copper)各阻抗匹配样品中的冲击波速度,上述材料的Hugoniot状态参数C0、λ均为已知,由此确定了无氧铜的冲击加载压力和等熵卸载后的状态,得到了等熵卸载路径。 卸载路径的计算和分析表明:在所研究的压力范围,无氧铜的等熵卸载过程用Grüneisen状态方程在γ0ρ0=γρ近似下的描述是适用的;卸载到一个大气压的终态粒子速度W与镜像反演的粒子速度2u的偏差,随冲击波压力的增加而增大。由热力学计算得出,无氧铜在从148 GPa到219 GPa的冲击压力下卸载到零压时,有卸载熔化发生。 第二种方法:Lagrange法(用于低压区卸载路径测量)。采用气炮加载,利用台阶样品、双点式VISAR(Velocity Interferometer System for Any Reflector)和镀膜楔形窗口技术,以有机玻璃和无氧铜组合为飞片,碰撞无氧铜台阶样品。利用来自飞片后界面稀疏波对被测样品卸载,测量了样品/窗口界面的粒子速度剖面,得到了无氧铜的卸载路径。 根据界面粒子速度剖面,计算得到了卸载过程中Lagrange声速随界面粒子速度变化的关系,所得结果与文献给出的数据符合很好;其次,利用阻抗匹配近似,计算分析了无氧铜卸载过程的应力-应变关系,并与流体弹塑性模型进行了比较,结果表明:无氧铜的卸载过程存在明显的应变硬化效应。数值计算结果也支持了这种分析:在十几个GPa的压力范围,无氧铜的冲击加载-卸载过程近似满足流体弹塑性模型,但在精确描述,尤其对初始卸载阶段的描述上,仍需要更准确的本构方程和物理模型。
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