RU2317537C1 - Способ определения фазовых превращений в твердом теле - Google Patents
Способ определения фазовых превращений в твердом теле Download PDFInfo
- Publication number
- RU2317537C1 RU2317537C1 RU2006120597/28A RU2006120597A RU2317537C1 RU 2317537 C1 RU2317537 C1 RU 2317537C1 RU 2006120597/28 A RU2006120597/28 A RU 2006120597/28A RU 2006120597 A RU2006120597 A RU 2006120597A RU 2317537 C1 RU2317537 C1 RU 2317537C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- beginning
- formation
- specimen
- loading
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к исследованию термодинамических свойств. Сущность способа состоит в воздействии на исследуемый образец импульсами энергии различной интенсивности и фиксировании факта плавления в образце рентгенографическим методом. Определение фазовых превращений осуществляют непосредственно в процессе исследования при контролируемых параметрах нагружения и отклика образца, последовательно фиксируя изменение структуры образца на фронте ударной волны в начале и окончании фрагментации, в начале и окончании кавитации в микронеоднородностях в отраженной от края и образца волне разрежения, при образовании пенной структуры, по которой судят о начале расплава, и при последующем образовании газокапельной структуры.
Description
Изобретение относится к исследованию термодинамических свойств твердых материалов при воздействии на них энергетического импульса (длительностью порядка нескольких микросекунд) с фиксацией фазового состояния исследуемого вещества непосредственно в процессе воздействия.
Существующие методы определения фазового превращения I рода в материалах при импульсном нагружении носят опосредованный характер, т.е. о факте (возможности) плавления судят по изменению характера соотношения массовой и волновой скоростей, удельного объема, электросопротивления, вязкости, излома на ударной адиабате и т.д., что в большинстве случаев приводит к неопределенности в величинах интервалов температур солидуса - ликвидуса. Так, например, для широко исследованного свинца этот интервал составляет 20-124 ГПа. [Ж. ФТТ, т.12, 1970 г, с.637-638].
Наиболее близким техническим решением является способ определения фазовых превращений в твердых материалах при воздействии на них ударно-волнового импульса, заключающийся в том, что на исследуемый образец воздействуют импульсами энергии различной интенсивности и с целью повышения точности установления факта плавления вещества исследуемый образец приводят в контакт с дополнительным образцом, выполненным из вещества, менее тугоплавкого по сравнению с исследуемым (являющегося индикатором плавления) и способного образовать с ним сплав, и определяют параметры кристаллической решетки образовавшегося сплава, сохранившегося образца после обжатия [а.с. 951131, М. Кл.3 G01N 25/04. Опубликовано в БИ №30, 1980 г]. Данный способ определяет фазовый переход в сохранившихся образцах после импульсного воздействия, т.е. является опосредованным и не может определить фазовое превращение в процессе воздействия.
Решаемая техническая задача состоит в повышении информативности и точности определения моментов процесса, при которых происходят фазовые превращения в твердом теле.
Указанная задача решается способом, заключающимся в воздействии на исследуемый образец импульсами энергии различной интенсивности и фиксировании факта плавления в образце рентгенографическим методом, в котором новым является то, что непосредственно в процессе исследования при контролируемых параметрах нагружения и отклика образца последовательно фиксируют методом проникающего излучения изменение структуры образца на фронте ударной волны (УВ) в начале и окончании фрагментации, в начале и окончании кавитации в микронеоднородностях в отраженной от края образца волне разрежения, при образовании пенной структуры, по которой судят о начале расплава, и при последующем образовании газокапельной структуры.
Возможность воздействовать на образец импульсом энергии с контролируемыми параметрами достигается за счет организации между исследуемой оболочкой и источником энергетического импульса цилиндрической (конической) формы проставок из малоплотного демпфера на некоторых участках разной толщиной (по всей длине конического источника энергетического импульса с плавно меняющейся толщиной демпфера), которые обеспечивают снижение интенсивности ударной волны в оболочке в соответствии с толщиной проставки. Т.е. исследуемый образец подвергают воздействию УВ переменной вдоль оси распространения интенсивности нагружающего импульса и по параметрам отклика (внутренней структуры образца), определяемым с помощью импульсного рентгенографического или иного проникающего излучения (например, протонного пучка), путем последовательной фиксации изменения структуры образца судят о наличии фазового превращения непосредственно в моменты его реализации (в серии опытов или в одном опыте), при этом начало расплава материала образца соответствует образованию пенной (ячеистой) структуры, дальнейшим развитием которой является образование газокапельной структуры.
Повышение точности определения параметров, при которых происходит фазовое превращение в твердых телах с реализацией процесса кавитации, достигается за счет контролируемого плавного варьирования прилагаемой к образцу нагрузки.
Заявляемый способ реализуется следующим образом.
На исследуемый образец воздействуют вдоль оси симметрии устройства импульсной нагрузкой переменной интенсивности и с помощью рентгенографического метода и иным методом, использующим проникающее излучение (типа протонного пучка), в одном опыте при контролируемых параметрах нагружения на носителе информации (рентгеновская пленка, детектор) фиксируют все фазы изменения структуры образца.
При достижении прилагаемой нагрузки определенной интенсивности происходит потеря прочностных свойств материала образца, образование законченных (полных) разрывов и разрушение на фрагменты. Длительность процесса фрагментации сопоставима в этом случае с временем импульсного нагружения. При достижении некоторой величины прилагаемой нагрузки происходит плавление исследуемого материала образца.
При этом отражение ударной волны от свободной границы образца приводит к формированию волны разгрузки, за фронтом последней наблюдается интенсивное развитие кавитации на ядрах, роль которых играют микронеоднородности (микропоры), всегда содержащиеся в материалах.
Неограниченное развитие кавитационного процесса приводит к образованию пенной структуры в расплаве материала образца. В процессе инерционного расширения пенная структура разрушается на фрагменты с образованием в конечном счете газокапельной (аэрозольной) структуры.
Характерные времена процесса в отличие от длительности процесса разрушения материала образца в твердом фазовом состоянии составляют: образование пенной структуры - сотни микросекунд, развал кавитирующего объема на фрагменты с образованием газокапельного (аэрозольного) облака - миллисекунды.
Основное преимущество описанного способа заключается в возможности неопосредованного (прямого) определения факта фазового превращения материала в моменты после начала воздействия на него нагрузки с известными параметрами, что позволяет исключить влияние неконтролируемых постопытных факторов. Работоспособность предлагаемого способа для ударноволновой нагрузки была апробирована на свинце. Интервал давлений, при котором обнаружено начало плавления свинца при разгрузке после ударноволнового нагружения, составил (26±2) ГПа.
Claims (1)
- Способ определения фазовых превращений в твердом теле, заключающийся в воздействии на исследуемый образец импульсами энергии различной интенсивности и фиксировании факта плавления в образце рентгенографическим методом, отличающийся тем, что определение фазовых превращений осуществляют непосредственно в процессе исследования при контролируемых, за счет помещения между образцом и источником импульсов демпферной проставки с изменяющейся толщиной, параметрах нагружения и отклика образца, последовательно фиксируя изменение структуры образца на фронте ударной волны в начале и окончании фрагментации, в начале и окончании кавитации в микронеоднородностях в отраженной от края образца волне разрежения, при образовании пенной структуры, по которой судят о начале расплава, и при последующем образовании газокапельной структуры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120597/28A RU2317537C1 (ru) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | Способ определения фазовых превращений в твердом теле |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120597/28A RU2317537C1 (ru) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | Способ определения фазовых превращений в твердом теле |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2317537C1 true RU2317537C1 (ru) | 2008-02-20 |
Family
ID=39267296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006120597/28A RU2317537C1 (ru) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | Способ определения фазовых превращений в твердом теле |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2317537C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450296C1 (ru) * | 2010-12-06 | 2012-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство защиты рентгеновской диагностической системы от повреждений в экспериментах с магнитной имплозией лайнера |
-
2006
- 2006-06-13 RU RU2006120597/28A patent/RU2317537C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450296C1 (ru) * | 2010-12-06 | 2012-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство защиты рентгеновской диагностической системы от повреждений в экспериментах с магнитной имплозией лайнера |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Strasberg | Onset of ultrasonic cavitation in tap water | |
Hartmann et al. | Ultrasonic hysteresis absorption in polymers | |
Hopperstad et al. | On the influence of stress triaxiality and strain rate on the behaviour of a structural steel. Part I. Experiments | |
Gray et al. | On the influence of loading profile upon the tensile failure of stainless steel | |
RU2317537C1 (ru) | Способ определения фазовых превращений в твердом теле | |
Vinogradov et al. | Spectral analysis of acoustic emission during cyclic deformation of copper single crystals | |
McGrane et al. | Temperature of shocked plastic bonded explosive PBX 9502 measured with spontaneous Stokes/anti-Stokes Raman | |
Dhiman et al. | Microscale analysis of stress wave propagation through plastic bonded explosives under micro-sphere shock impact | |
Dresselhaus-Cooper et al. | Pressure-thresholded response in cylindrically shocked cyclotrimethylene trinitramine (RDX) | |
Yan et al. | Thermo-optical modulation for improved ultrasonic fatigue crack detection in Ti–6Al–4V | |
EP1721152B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Bewitterung und gleichzeitigen Ultraschallanalyse von Proben | |
Anderson Jr et al. | Failure and penetration response of borosilicate glass during short-rod impact | |
Ferranti et al. | Dynamic mechanical behavior characterization of epoxy-cast Al+ Fe 2 O 3 thermite mixture composites | |
RU2497096C2 (ru) | Устройство для регистрации профилей скорости свободной поверхности образцов при повышенных температурах | |
Norisuye et al. | Ultrasonic investigation of the gelation process of poly (acrylamide) gels | |
Ouellet et al. | High rate characterization of polymeric closed-cell foams: challenges related to size effects | |
Bourne et al. | Impact failure in two silicates revealed by ultrafast, in situ, synchrotron X-ray microscopy | |
Gu et al. | Dynamic behavior of HIPed Ti–6Al–4V | |
Marpaung et al. | Emission spectrochemical analysis of soft samples including raw fish by employing laser-induced breakdown spectroscopy with a subtarget at low-pressure helium gas | |
Garkushin et al. | Effect of structural factors on submicrosecond strength of D16T aluminum alloy | |
Yan et al. | Thermo-optical modulation of ultrasonic surface waves for NDE | |
Huneault et al. | Dynamic tensile strength of silicone oils | |
SU945739A1 (ru) | Способ определени динамической прочности материала | |
Hixson et al. | Enhanced Dynamic Materials Research | |
Vu et al. | Brittle fracture of plates in tension static field radiated by a suddenly stopping crack |