在兆巴壓力下金屬卸載熔化相變的直接觀測及其動力學(xué)研究.pdf

1、金屬沖擊熔化線測量一直是動高壓研究領(lǐng)域中一個重要的研究課題，在此方面的實驗和理論研究工作已經(jīng)持續(xù)了幾十年。但在實驗條件的控制和理論分析方面還存在一些問題未解決，所以人們對此類實驗結(jié)果的一致性還未形成共識。目前在動高壓領(lǐng)域，測量金屬熔化線的方法主要包括沖擊熔化和卸載熔化兩種方法。其中卸載熔化溫度測量主要是借助于金屬/窗口界面溫度，再獲得熔化溫度。該研究工作在兩個方向取得進(jìn)展：一是從實驗方法上改善金屬與窗口之間的接觸狀況以獲得無異常輻射尖峰

2、的真實界面輻射信號：二是從理論方法上建立熱傳導(dǎo)模型對發(fā)生在界面處的物理過程給出正確描述。
　　 本文通過改進(jìn)樣品制備技術(shù)，可重復(fù)地獲得了無異常尖峰的界面輻射信號，在沖擊-卸載熔化壓力附近研究了鐵/藍(lán)寶石界面輻射特性和界面溫度歷史，并研究了卸載熔化效應(yīng)與界面溫度歷史的關(guān)系。論文在以下幾個方面取得具有一定創(chuàng)新性結(jié)果：
　　 (1)基本解決了理想接觸界面制備問題。本文對金屬樣品進(jìn)行了精細(xì)的拋光處理，并采用多點同時壓靶的方式，先

3、后在多個壓力點獲得了無尖峰界面輻射信號，基本實現(xiàn)理想接觸界面制備過程的可重復(fù)性。
　　 (2)直接觀測到由金屬熔化相變引起的金屬/界面溫度變化特征。當(dāng)金屬樣品沖擊-卸載以后，如果其內(nèi)部無熔化相變時，界面輻射及界面溫度穩(wěn)定；而當(dāng)金屬樣品內(nèi)部有熔化相變發(fā)生時，界面輻射及界面溫度呈現(xiàn)不穩(wěn)定特征：發(fā)射率隨時間增加同時界面溫度緩慢降低。此現(xiàn)象在以往的研究中少見報道。
　　 (3)建立了熔化相變-熱傳導(dǎo)耦合模型，解釋了實驗觀測結(jié)果。