Влияние остаточных температур и волн разгрузки на физико-химические превращения при ударном сжатии.

• Автор: Гурьев, Дмитрий Львович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1991
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с.

ГЛАВА I.ОСТАТОЧНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ДИНАМИЧЕСКОМ ЭКСПЕ

РИМЕНТЕ ПО СОХРАНЕНИЮ

§1.1.Термодинамика ударного сжатия

§1.2.Способы закалки ударносжатых веществ

§1.3.Конструкции ампул сохранения

§1.4.Способы измерения остаточных температур

ударносжатых веществ

§1.5.Остаточные температуры в ампулах сохранения

ГЛАВА II.ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРИ УДАРНАМ СЖАТИИ

§2.1.Взаимодействие серы и олова

§2.2.Взаимодействие металлов с водой

§2.3.Разложение дифторида магния
ГЛАВА III.ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В УДАРНЫХ ВОЛНАХ
§3.1.Полиморфизм титана
§3.2.Полиморфизм двуокисей титана, циркония и
гафния
§3.3.Полиморфизм пятиокиси ниобия
§3.4.Особенности воздействия ударного сжатия на
. Е>м ,
ЗАКЛШЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Одной из важных проблем естественной науки является создание химико-технологических процессов получения новых материалов с заданными свойствами. Перспективным методом получения новых веществ являются ударные волны (УВ). Широко используются динамические методы в промышленном производстве сверхтвердых материалов, катализаторов, керметов, В горном деле и строительстве, освоены динамические методы сварки, гидроштамповки, упрочнения конструкционных материалов.
Фундаментальный научный интерес представляет исследование состояния вещества, кинетика фазовых и химических превращений. Высокоэнергетические состояния при высоких давлениях и температурах реализуются в конденсированной фазе под действием интенсивного лазерного излучения, мощных потоков элементарных частиц, при взрывном испарении металлических лайнеров пинчей, магнитокумулятивных генераторах, при высокоскоростном соударении твердых тел, в ближней зоне ядерных взрывов. Изучение таких состояний необходимо для реализации ряда ответственных проектов импульсного термоядерного синтеза, для разработки магнитогидродинамических и магнитокумулятивных генераторов, для создания противометео-ритной защиты космических аппаратов, для оптимизации процессов плазмохимии, лазерной и взрывной обработки материалов. В лабораторной практике используются пороховые, легкогазовые или электромагнитные пушки, в промышленных целях обычно используют детонацию конденсированных взрывчатых веществ (ВВ).
В основе нового отдела физической химии - химии динамических давлений, лежит цикл исследований по динамическое сжатию ряда материалов с сохранением их для последующего изучения, проведенный в период с 30-х по 50-ые годы. Это работа Мишель-Леви по детонационное синтезу силикатов, исследования американскими

учеными эффектов сварки взрывом и изменения реальной структуры металлов после импульсного сжатия, обнаружение полиморфного перехода железа в ударной волне /I/, изучение превращений неорганических соединений в ампулах сохранения /2/, разработка технологии ударного прессования, аморфизация кварца /3/ и получение алмаза при ударном сжатии графита./4/.
Ударные волны обладают специфическим действием на вещество. Скачок давления и температуры во фронте УВ ведет к дефектирова-нию и ударной поляризации материала, непосредственно за фронтом и в волне разгрузки (ВР) существуют высокие давление и температура, сдвиговые напряжения, пластические течения и деформация вещества. В волне разгрузки реализуется быстрый сброс температуры, позволяющий сохранить метаетабильные состояния при нормальном давлении.
К настоящему времени хорошо разработаны экспериментальные методы исследования физического состояния вещества за фронтом УВ в динамическом импульсе /5/. Большой интерес представляет изучение молекулярной динамики во фронте УВ, изэнтропические волны разгрузки /6/, взаимодействие ударных волн разряжения /7/, кинетика химических процессов в ударной волне и остаточном режиме /8,9/. Настоящая работа посвящена изучению способов измерения и регулирования остаточных температур, разработке конструкций ампул сохранения с целью получения новых метастабильных модификаций конденсированных веществ методом ударного сжатия.
Первая Глава IIосвящена анализу имеющихся способов закалки ударносжатых веществ и краткому обзору ампул сохранения. Рассмотрена термодинамика ударного сжатия. Предложена неизэнтропичес-кая неадиабатическая разгрузка ударносжатого состояния, осуществляемая закалкой под давлением с целью сохранения метастабильно-го состояния в нормальных условиях. Описано устройство открытых

20 0

Рис. 17. Зависимость средней температуры ампулы от времени остывания. I - на металлической подложке,
2 - в воздухе, 3 - на резиновой подложке.
Рис. 18. Схема экспериментальной установки определения остаточной температуры реагирующей среды.
1 - ампула сохранени,
2 - массивная плита,
3 - рабочая ячейка,
4 - заряд БВ,
5 - генератор импульса тока,
6 - источник постоянного тока,
7 - запоминающие осциллографы,
8 - пульт управления.
Рис. 19. Измерительная ячейка с нагревательным элементом.
1 - нижний стакан ампулы,
2 - верхний стакан ампулы,
3 - исследуемая смесь,
4 - термопара,
5 - нагреватель,
6 - выводы,
7 - электроизоляция.