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高压高应变率加载下多晶相变的原位X射线衍射研究

陈小辉 谭伯仲 薛桃 马云灿 靳赛 李志军 辛越峰 李晓亚 李俊

高压高应变率加载下多晶相变的原位X射线衍射研究

陈小辉, 谭伯仲, 薛桃, 马云灿, 靳赛, 李志军, 辛越峰, 李晓亚, 李俊, 等
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-17

高压高应变率加载下多晶相变的原位X射线衍射研究

  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所
  • 2. 华中科技大学
  • 3. 西安交通大学
  • 4. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心
  • 5. 中科院上海应用物理研究所
    基金项目: 国家级-科学挑战专题(JCKY2016212A501)

摘要: 高功率激光可通过直接烧蚀产生高温、高压、高应变率的物质状态, 同时也可驱动金属箔产生与之精密同步的超短超强X射线源, 成为利用原位X射线衍射技术研究材料在极端高温、高压、高应变率下相变动力学的重要实验平台. 相变的本质是微观晶体结构的改变, 尽管宏观粒子速度剖面测量可间接获取相变信息(如典型三波结构)但是无法获悉微观变化, 而原位X 射线衍射可直接获取动态加载下材料晶体结构以及结构转变过程。本文基于原型高功率激光装置建立高压、高应变率加载下材料相变的原位X 射线衍射诊断平台, 并以典型金属钒和铁为例开展冲击相变的原位观测. 实验表明在高应变率(1e8-1e9 s-1)冲击加载下, 金属钒在69 GPa 时依然保持体心立方结构不变, 而金属铁在169 GPa 时已经由体心立方结构转变为六角密排结构, 均与文献报道一致. 同时原位X 射线衍射实验测量的材料压缩特性与宏观Hugoniot曲线吻合的很好.

English Abstract

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