Abstract: Ударная волна является мощным генератором дефектов кристаллической структуры. Концентрация дефектов, возникающих при ударном сжатии меди, найденная непосредственно за ударным фронтом, оказывается на два порядка величины выше, чем в сохраненных образцах, и на десять порядков больше своего равновесного значения. Дефекты влияют на разнообразные физические характеристики вещества, такие как электропроводность, теплопроводность, прочность, оптические свойства. С целью определения основных параметров, влияющих на концентрацию дефектов в ударно-сжатом металле, анализируются эксперименты по измерению электросопротивления медной фольги. При помощи численного моделирования найдена история нагружения фольгового образца, размещенного в обойме. По электросопротивлению оценена концентрация дефектов кристаллической структуры для образцов, помещенных в различные обоймы (оргстекло, гетинакс, фторопласт, нержавеющая сталь). Обнаружено влияние ударного импеданса обоймы на величину концентрации дефектов. Обойме с бòльшим ударным импедансом соответствует мèньшее значение концентрации дефектов в образце (при одинаковом давлении падающей ударной волны в обойме). Для объяснения полученных экспериментальных результатов формулируется физическая модель возникновения дефектов при ударном сжатии. Сделано предположение, что генерация дефектов в металле происходит при каждом акте ударного сжатия и определяется деформацией вещества в этом процессе. Предположено, что определяющим параметром количества возникающих дефектов в процессе сложного динамического нагружения является алгебраическая сумма деформаций металла при каждой стадии ударного сжатия. Данные, представленные в переменных (концентрация дефектов – деформация) дают зависимость, которая нивелирует разницу в материале обоймы и истории нагружения образца. Проведенный анализ позволяет утверждать, что сумму деформаций можно рассматривать как параметр, определяющий величину концентрации дефектов, генерируемых при ударном сжатии меди.

Cite: Гилев С.Д.
Генерация дефектов при ударном сжатии металла
Забабахинские Научные Чтения 2023 29 мая - 2 июн. 2023