金属材料状态方程精确实验测量技术研究

摘要

高压下材料的Hugoniot状态方程(EOS)参数的测量是冲击波物理研究领域中重要的基本研究内容之一.该文研究的目的是建立用于获得高精度冲击Hugoniot状态方程参数的实验测量技术,其核心内容是:发展和完善快响应的电探针技术(作为冲击波到达时间探测器)和多通道的亚纳秒时间分辨能力的电子学记录系统;其二是发展和完善冲击波速度精确测量的方法、数据分析技术以及实验设计技术.进行冲击波速度测量的必要条件之一是进行冲击波到达时间的精确测量.该文详细介绍了用于冲击波到达时间精确测量的多路测时系统,包括:(1)描述了冲击波探测器——弹簧电探针的结构、导通机理和相应的脉冲成形网络的线路原理,具体分析了影响探针时间响应和信号质量的因素,为灵活搭建基于电探针—网络源的精密测时系统提供了理论和实验依据.(2)描述了多路亚纳秒时间分辨的电子学记录系统的构成、作用及技术关键点,并对影响时间测量的主要不确定度来源进行了分析与B类评定,并设计了多种校验实验对系统的测时不确定度加以验证,证明了多路测时系统的时间分辨力为0.1ns,系统总的时间测量不确定度为0.5ns,为实现冲击波速度的精确测量奠定了硬件技术基础.该文还详细描述了冲击波速度精确测量的方法、数据分析技术以及实验优化设计技术.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容和编写思路

第二章冲击波到达时间的精确测量技术

2.1冲击波到达时间传感器

2.2电探针测试线路及阻抗匹配问题

2.3电探针的导通问题及精度

2.4电探针直插式互连技术

2.5多通道亚纳秒时间分辨的波形记录系统

2.6冲击波到达时间测量系统的不确定度分析

2.7冲击波到达时间测量系统的不确定度验证

2.8本章小结

第三章冲击波速度的基本测量方法

3.1 EOS实验基本原理

3.2冲击波速度的测量及评定

3.3本章小结

第四章冲击波阵面的精确测量

4.1实验技术

4.2实验结果及分析

4.3讨论

4.4本章小结

第五章精确测量冲击波传播时间

5.1探针布局

5.2冲击波传播时间△t的确定

5.3冲击波速度测量不确定度的评定

5.4标准材料对称碰撞实验

5.5本章小结

第六章探针布局优化设计

6.1 B类不确定度偏大的原因

6.2波形弯曲探测的相对灵敏度

6.3优化设计

6.4动态实验验证

6.5本章小结

第七章全文总结

致谢

硕士研究生学习期间发表的文章

参考文献

附录A电缆传输时间的测量方法

附录B同步触发分配器同步时间的测量

附录C标准时间间隔的测量

附录D平靶实验冲击波阵面拟合处理结果

附录D(续)平靶实验“冲击波阵面最佳拟合法”的处理结果

附录D(续)两种波阵面拟合方法所得结果的比较

附录E钽(TA)雨贡纽实验数据

附录F无氧铜(Cu)雨贡纽实验数据