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铁/蓝宝石直接接触界面的冲击辐射特性与辐射温度的实验研究

郭锦良  
【摘要】: 现阶段金属冲击温度的测量方法通常以灰体辐射模型为基础。首先通过测量金属样品/光学窗口界面的光谱辐射亮度来确定界面温度,然后通过热传导模型导出样品卸载温度,再借助等熵方程导出该金属材料的冲击温度。但是,实验者所采用的靶结构和制作方法都各不相同,文献对其技术细节的报道往往比较少,导致人们在冲击实验中所观测到的辐射信号重复性差。实验结果的分散性主要体现在界面辐射“尖峰”信号的幅度和持续时间的不一致,以及在“尖峰”信号特征的解释方面也存在很大分歧。 本文采用纯铁块作样品,用蓝宝石作光学窗口,研究铁样品/蓝宝石窗口界面的冲击辐射特性与辐射温度。重点解决样品与窗口之间接触条件对界面辐射的影响。取得了以下技术进步和新的认识: (1)本文首先在铁片的实验室抛光技术方面取得了明显进步。我们利用UNIPOL810精密研磨抛光机,摸索出了一套纯铁片抛光工艺,最终制备出具有较高平整度和光洁度的铁样品表面,并满足了测温实验的要求; (2)改进了机械压靶方法,制备出“无间隙”金属铁/蓝宝石直接接触界面。采用多点式顶压技术,将压力比较均匀地施压于铁样品/蓝宝石窗口接触界面,使铁样品/蓝宝石间的间隙尽可能小。在界面中心直径约10mm范围内,局部间隙小于可见光波长的四分之一,即基本实现了“无间隙”接触。这是获得界面辐射测量结果具有较好重复性的最重要技术环节之一; (3)在实验过程中实现了辐射式高温计原位标定。采用该方法减少了在(?)温过程中由于光纤的几何布局对实验的影响,提高了测温结果的可靠性; (4)在冲击加载条件下,本文得到了一发辐射“尖峰”完全消除的实验(?)号和多发几乎没有“尖峰”的实验信号,且实验的重复性较好,这些数据为建立新的理论模型提供实验依据。


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