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超高应变率载荷下铜材料层裂特性研究

物理学报 2017年第4期66卷 8-15页

作者：席涛范伟储根柏税敏何卫华赵永强辛建婷谷渝秋中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室绵阳621900

超高应变率载荷下材料层裂特性研究对理解极端条件下材料动态破坏特性具有重要意义.利用双温模型结合分子动力学模拟研究分析了超高应变率载荷下铜材料的层裂特性,发现当应变率在10~9s^(-1)—10^(10)s^(-1)内时,铜材料层裂强度在19 GPa... 详细信息

超高应变率载荷下材料层裂特性研究对理解极端条件下材料动态破坏特性具有重要意义.利用双温模型结合分子动力学模拟研究分析了超高应变率载荷下铜材料的层裂特性,发现当应变率在10~9s^(-1)—10^(10)s^(-1)内时,铜材料层裂强度在19 GPa附近波动.而当材料发生冲击熔化时,铜的层裂强度下降到14.89 GPa.利用飞秒激光对铜样品靶进行冲击加载,并利用啁啾脉冲频谱干涉技术开展超快诊断,通过单发次实验测量获得了样品靶的自由面粒子速度演化历史,结果未见表征样品层裂的速度回跳和速度周期性振荡信号.结合冲击动力学理论得到样品自由面附近最大加载压强为8.18 GPa,小于超高应变率载荷下铜材料的层裂强度.此外,对回收样品扫描分析发现,铜样品未发生层裂且飞秒激光引起的冲击波对样品表面结构产生了很大影响.

关键词：层裂超高应变率分子动力学模拟频谱干涉

强激光加载下锡材料微喷颗粒与气体混合回收实验研究及颗粒度分析

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物理学报 2017年第18期66卷 180-185页

作者：辛建婷赵永强储根柏席涛税敏范伟何卫华谷渝秋中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子物理重点实验室绵阳621900

冲击波在金属材料自由面卸载时,材料表面会形成微颗粒向外喷射,这是材料表面一种特殊的破坏形态.在内爆压缩和高压工程领域的相关物理过程中,微喷射颗粒是引起界面混合现象的重要来源,会直接影响后期的混合状态和压缩过程.而微颗粒的尺... 详细信息

冲击波在金属材料自由面卸载时,材料表面会形成微颗粒向外喷射,这是材料表面一种特殊的破坏形态.在内爆压缩和高压工程领域的相关物理过程中,微喷射颗粒是引起界面混合现象的重要来源,会直接影响后期的混合状态和压缩过程.而微颗粒的尺寸、形态、运动速度等是开展微喷混合过程理论和数值模拟研究的重要参数.由于实验中动态诊断的难度较大,目前已获取的微喷颗粒尺寸及分布数据十分有限.基于神光Ⅲ原型激光装置,本文设计并开展了强激光驱动冲击加载,锡材料微喷颗粒经过气体区混合后,低密度泡沫材料对微颗粒进行回收分析的实验研究.通过对微喷颗粒回收样品的X光电子计算机断层扫描分析和图像重建,获得了两个典型加载压强条件下与气体混合后微喷颗粒的三维图像,通过与真空实验条件下回收微喷颗粒图像的对比分析,对混合后的微喷颗粒分布形态有了初步的认识;测量统计了回收颗粒尺寸与数目,并通过分析,给出了微喷颗粒尺寸的双指数分布规律.

关键词：强激光微喷颗粒气体混合计算机断层分析

激光等离子体射流驱动亚毫米直径铝飞片及姿态诊断

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物理学报 2022年第9期71卷 198-204页

作者：税敏席涛闫永宏于明海储根柏朱斌何卫华赵永强王少义范伟卢峰杨雷辛建婷周维民中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室绵阳621900

强激光烧蚀低密度有机材料形成等离子体射流碰撞,可以对材料进行准等熵加载,比激光冲击加载应变率低,相同压强下可以获得更高的压缩度和更低的温升,在状态方程、飞片加速等方面有很强的应用前景.在星光Ⅲ置上首次开展了等离子体射流驱... 详细信息

强激光烧蚀低密度有机材料形成等离子体射流碰撞,可以对材料进行准等熵加载,比激光冲击加载应变率低,相同压强下可以获得更高的压缩度和更低的温升,在状态方程、飞片加速等方面有很强的应用前景.在星光Ⅲ置上首次开展了等离子体射流驱动小尺寸铝飞片及姿态诊断联合实验.通过调控有机材料厚度和真空间隙长度,获得了厚度20μm、直径约400μm的铝飞片,飞片加速时间长达200 ns.基于ps拍瓦激光的高能X光背光照相结果显示铝飞片在飞行约400μm距离后仍然保持了很好的飞行姿态和完整性.

关键词：激光驱动飞片等离子体射流准等熵加载高能X光背光照相

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硅光电二极管飞秒激光损伤的实验研究

应用激光 2003年第6期23卷 345-347页

作者：罗福辛建婷李玉同李英骏中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 中国科学院物理研究所北京100080

对 6 0飞秒 80 0nm激光辐照下硅PIN光电二极管的信号饱和、损伤及失效进行了实验测量。实验得到硅PIN光电二极管的失效阈值为 1.2J/cm2 ,损伤阈值比失效阈值低一个量级。飞秒脉冲辐照后 ,存在 10 -4s量级的饱和时间 ,辐照后对信号光的... 详细信息

对 6 0飞秒 80 0nm激光辐照下硅PIN光电二极管的信号饱和、损伤及失效进行了实验测量。实验得到硅PIN光电二极管的失效阈值为 1.2J/cm2 ,损伤阈值比失效阈值低一个量级。飞秒脉冲辐照后 ,存在 10 -4s量级的饱和时间 ,辐照后对信号光的响应在短时间内出现不规则变化 ,在长时间内随脉冲能量密度增大而降低。

关键词：激光辐照硅光电二极管信号饱和损伤失效阈值飞秒激光

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三角波加载下金属铝动态破坏现象的微观模拟

物理学报 2013年第7期62卷 339-346页

作者：邵建立王裴何安民秦承森辛建婷谷渝秋北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用嵌入原子势模型和分子动力学方法,模拟研究了三角波加载下金属铝动态破坏的微观过程和动力学性质.根据原子中心对称参数变化给出了样品微结构演化过程,解读了熔化前后破坏过程的形态差异;基于Virial定理统计了样品中压力和温度等力... 详细信息

采用嵌入原子势模型和分子动力学方法,模拟研究了三角波加载下金属铝动态破坏的微观过程和动力学性质.根据原子中心对称参数变化给出了样品微结构演化过程,解读了熔化前后破坏过程的形态差异;基于Virial定理统计了样品中压力和温度等力学量波形,分析了熔化前后材料的强度变化.通过不同碰撞速度的模拟,讨论了破碎区内物质形态和密度分布的变化,给出了材料破坏深度的变化规律.研究还发现,熔化后材料的动态拉伸强度已显著降低,而此时由声学近似推算的材料拉伸强度已明显高于内部应力直接计算结果.

关键词：破坏分子动力学冲击

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飞秒激光在铝膜中驱动冲击波的特性

强激光与粒子束 2010年第9期22卷 2019-2022页

作者：辛建婷翁继东刘仓理钟杰宋振飞王贵兵中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性,采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35fs、脉冲能量0.7mJ、功率密度1014W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越... 详细信息

为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性,采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35fs、脉冲能量0.7mJ、功率密度1014W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间,获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6km/s;通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析,获得铝材料自由表面速度达1km/s,根据平面冲击波的关系,推算其冲击压强达到9GPa。

关键词：飞秒激光冲击波频域干涉铝膜

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强激光加载下金属材料微喷回收诊断

强激光加载下金属材料微喷回收诊断

作者：辛建婷

冲击加载下金属材料的动力学破坏——微喷现象是非常重要的基础物理问题,也是非常重要的工程技术问题,采用强激光驱动冲击加载是开展材料微喷过程研究的一种新的方法,与传统的炸药爆炸或飞片碰撞等实验加载方法相比有其特有的优势,比如...

冲击加载下金属材料的动力学破坏——微喷现象是非常重要的基础物理问题,也是非常重要的工程技术问题,采用强激光驱动冲击加载是开展材料微喷过程研究的一种新的方法,与传统的炸药爆炸或飞片碰撞等实验加载方法相比有其特有的优势,比如靶样品尺寸小,实验精密度高,易于开展与加载激光精确同步的诊断测试,可以开展微喷颗粒的回收分析等。我们在国内首次开展了强激光驱动冲击加载下锡材料的微喷回收实验,并对回收微喷颗粒样品进行了三维X光CT分析,获得了微喷颗粒的分布图像,

关键词：

来源： cnki会议评论

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飞秒激光对金属材料表面烧蚀区的XRD分析

高能量密度物理 2006年第4期 149-152页

作者：辛建婷中国工程物理研究院流体物理研究所113室四川绵阳621900

在激光脉冲宽度为30fs，重复频率为10Hz。靶面处激光功率密度为10^18W／cm^2条件下．开展了真空中飞秒激光对铝、铜材料的烧蚀效应研究。对材料表面烧蚀区进行X射线衍射分析的结果表明．材料的表面烧蚀区没有发生相变．X射线的反射强度... 详细信息

在激光脉冲宽度为30fs，重复频率为10Hz。靶面处激光功率密度为10^18W／cm^2条件下．开展了真空中飞秒激光对铝、铜材料的烧蚀效应研究。对材料表面烧蚀区进行X射线衍射分析的结果表明．材料的表面烧蚀区没有发生相变．X射线的反射强度发生变化，但该区晶面对X射线的反射强度随激光功率密度的增加发生了变化，其衍射峰处出现了明显的展宽并出现分叉。说明该区域的不同晶面对飞秒激光的吸收具有明显的取向作用。

关键词：飞秒激光烧蚀 XRD

激光加载下金属锡材料微喷颗粒与低密度泡沫混合实验研究

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物理学报 2019年第7期68卷 213-221页

作者：税敏于明海储根柏席涛范伟赵永强辛建婷何卫华谷渝秋中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室绵阳621900

金属材料的微喷是冲击加载下金属表面发生的一种动态破碎现象,微喷研究在很多领域都具有重要意义,包括惯性约束聚变(ICF)和烟火制造等.由于激光实验特有的优势,近几年国内外开展了很多利用强激光驱动冲击加载研究材料微喷过程的实验.利... 详细信息

金属材料的微喷是冲击加载下金属表面发生的一种动态破碎现象,微喷研究在很多领域都具有重要意义,包括惯性约束聚变(ICF)和烟火制造等.由于激光实验特有的优势,近几年国内外开展了很多利用强激光驱动冲击加载研究材料微喷过程的实验.利用泡沫材料对微喷颗粒进行静态软回收虽然可以获得颗粒的形态分布、颗粒尺寸及颗粒质量等定量结果,但并不能反演微喷颗粒从进入泡沫到停滞过程中的动态混合过程.为此,在神光Ⅱ升级装置上利用皮秒脉冲激光照射金丝产生高能X射线,实现了对锡微喷颗粒与低密度泡沫混合过程的高时间分辨和高空间分辨背光照相.背光图像面密度结果证实微喷颗粒在泡沫中并没有发生二次破碎.静态回收结果表明,在锡材料与泡沫紧贴放置的情况下,微喷颗粒在泡沫中的穿透深度随着加载压强升高呈现先增大后减小的规律,与非紧贴放置的实验结果有明显的差别.

关键词：微喷惯性约束聚变回收混合