《100GPa內材料準等熵壓縮特性研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由劉倉理擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：100GPa內材料準等熵壓縮特性研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉倉理
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁驅動準等熵壓縮是應變率和溫升介於靜高壓和衝擊壓縮之間的一種新的載入方式。研究該載入方式下材料的動力學性能，例如偏離Hugoniot特性、材料強度、高壓本構等，對武器物理和高能量密度物理研究具有重要意義和套用前景。本課題基於新型的磁驅動準等熵壓縮載入技術，在深化實驗技術，最佳化負載區構型基礎上，研究純鋁、無氧銅和鉭等金屬的材料強度，並建立其高壓本構方程；開展包含本構關係的準等熵壓縮數據處理方法研究；研究100GPa以下純鋁、無氧銅和鉭的準等熵壓縮線，結合高壓本構方程參數，研究其物態方程，並分析測量的精度。研究成果對拓展衝擊動力學的研究方向具有重要的意義。
結題摘要
電磁驅動斜波載入實驗技術提供了一條實現高壓力準等熵壓縮的新技術途徑，和衝擊載入相比，其載入壓力平滑上升，載入過程中溫度變化較小，非常適合於研究偏離Hugoniot狀態的材料高壓物態方程和材料高壓強度，在武器物理、天體物理、地球物理等領域具有廣闊的套用前景。 本項目旨在研究準等熵壓縮下包含本構關係的實驗數據處理方法，以及準等熵壓縮下鋁、銅、鉭等材料的高壓物態方程和材料強度。經過四年的刻苦攻關，項目組建立了磁驅動準等熵壓縮精密物理實驗技術，實現了負載樣品的高均勻性載入（載入壓力空間不均勻度＜1%），完成了實驗不確定度分析和誤差控制，使得等熵壓縮實驗材料的相對不確定度聲速＜1.6%，應力＜2.4%, 應變＜2.4%，比容＜0.7% 。採用反向積分和正向計算結合的方式，建立了包含本構方程和粘性耗散的反向積分數據處理方法並編寫了數據處理程式，新程式不僅具有傳統反積分程式處理狀態方程的能力，同時可處理本構方程和材料相變等複雜材料力學行為。基於CQ-4裝置，開展了純鋁、無氧銅和鉭的等熵壓縮線研究，在國內首次獲得了準等熵載入下金屬鉭近110GPa壓力下的等熵壓縮線，將實驗結果和SESAME資料庫以及不同形式物態方程的理論計算結果進行了比較，驗證了實驗結果的可靠性和實驗精度；以此為基礎，開展了等熵壓縮狀態下常用物態方程的適用性檢驗。將適用於衝擊載入的雙屈服面方法套用到等熵載入，開展了鋁、銅、鉭等材料在準等熵壓縮下的高壓強度和本構方程研究，並發展了傳統的靜水壓比較方法，獲得了30GPa壓力範圍內材料的高壓強度並和其他實驗數據進行了比對；以此為基礎，開展了SCG高壓本構模型參數的校正，獲得了鋁、銅和鉭SCG高壓本構模型參數，為動高壓下材料的動力學計算提供了參考依據。
