一種同步研究透明材料折射率和動力學特性的實驗方法*

種濤 傅華 李濤 莫建軍 張旭平 馬驍 鄭賢旭

(中國工程物理研究院流體物理研究所, 綿陽 621900)

基于電磁加載裝置CQ-4, 建立了一種同步開展透明材料折射率和高壓聲速測量的實驗方法.完成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)窗口材料14 GPa斜波壓縮實驗, 利用多點雙光源外差位移干涉測速儀(dual laser heterodyne velocimetry, DLHV), 獲得了PMMA樣品后表面的速度歷史曲線.速度曲線表現出明顯的雙波結構, 表明PMMA樣品出現了彈塑性轉變.通過實驗數據處理, 一發實驗同步獲取了PMMA的折射率-粒子速度光學特性和拉氏聲速-粒子速度動力學特性.

1 引 言

近些年發展的磁驅動斜波加載技術[1], 對應熱力學路徑中的等熵線, 等熵線介于等溫線和沖擊絕熱線之間, 因此該實驗技術被譽為聯系準靜態和沖擊加載技術的橋梁.斜波壓縮過程加載壓力平滑上升、材料中不形成沖擊波強間斷, 樣品經歷連續的熱力學過程, 實驗記錄材料物理量從初始狀態到終態連續變化過程, 在熱力學平面上對應一條等熵線.利用斜波加載實驗技術, 國內外已廣泛開展了各種材料狀態方程等物性研究和透明材料折射率研究[2?7], Hayes等[3]開展了藍寶石窗口的折射率和等熵線研究, 數據處理中的原位粒子速度是借助反積分方法計算得到的, 這一步數據處理需要電極板和透明材料的狀態方程及其動力學參數.利用相似的方法, Fratanduono等[4,5]、Nazarov等[6]和張旭平等[7]陸續開展了LiF, MgO, LiF和石英窗口的折射率研究.本研究對之前的實驗方法進行優化, 建立了……