放射光X線パルスを用いた時間分解X線回折法による衝撃圧縮下の構造ダイナミクス

摘要

衝撃波による物質の圧縮過程は，静的な圧縮過程と比べて物質の変形速度が極めて速い。単位時間当たりの歪みの変形量で記述する歪み速度（s~(-1)）で比べると，引っ張り試験での歪み速度がおおよそ10~(-2)s~(-1)程度に対して，衝撃波による歪み速度は10~5s~(-1)以上になり，その歪み速度は7桁以上異なる。材料が塑性変形を起こさずに生じさせることのできる最大応力である降伏強度は，歪み速度の増加に伴い増加することが知られている［1］。衝撃波伝搬の際に変形が生じる衝撃圧縮の降伏強度は，静的な材料試験で得られる降伏強度に対して数倍も大きいことが知られている。この衝撃圧縮時の弾性限界点はHugoniot Elastic Limit（HEL）と呼ばれる。特に衝撃圧縮のような高い歪み速度域では不連続かつ急激に降伏強度が増加する［2，3］。このような高い歪み速度域での降伏強度の上昇の原因は，応力·歪みを伝える衝撃波の伝搬速度が塑性変形に起因する転位の運動より速いためである［4］。