高功率激光可通過直接燒蝕產(chǎn)生高溫、高壓、高應(yīng)變率的物質(zhì)狀態(tài),同時也可驅(qū)動金屬箔產(chǎn)生與之精密同步的超短超強X射線源,成為利用原位X射線衍射技術(shù)研究材料在極端高溫、高壓、高應(yīng)變率下相變動力學(xué)的重要實驗平臺.本文基于原型高功率激光裝置建立高壓、高應(yīng)變率加載下材料相變的原位X射線衍射診斷平臺,并以典型金屬釩和鐵為例開展沖擊相變的原位觀測.實驗表明,在高應(yīng)變率(108—109s-1)沖擊加載下,金屬釩在69 GPa時依然保持體心立方結(jié)構(gòu)不變,而金屬鐵在159 GPa時已經(jīng)由體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱敲芘沤Y(jié)構(gòu),均與文獻(xiàn)報道一致.同時原位X射線衍射實驗測量的材料壓縮特性與宏觀Hugoniot曲線符合得很好.利用原位X射線衍射技術(shù)研究高應(yīng)變率動態(tài)加載下材料的相變行為對理解材料相變的應(yīng)變率效應(yīng)和動力學(xué)過程具有重要的科學(xué)意義,同時對提高材料工程服役的可靠性以及突破材料極端環(huán)境服役的發(fā)展瓶頸具有重要的工程價值.

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本文編號：4050663