SU951131A1 - Способ определени фазовых превращений в твердом теле - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к исследовани м термодинамических свойств твердых тел при воздействии на них энер- гии в импульсном режиме (пор дка нескольких микросекунд) и может быть использовано дл  обнаружени  факта плавлени  исследуемого вещества при воздействии на riero ударных волн, нейтронного, лазерного и других видов энергии.

В насто щее врем  весьма актуальной  вл етс  задача исследовани  термодинамических характеристик при им-пульсных нагрузках, основна  слож ,ность которой заключаетс  в фиксации агрегатного состо ни  исследуемого вещества за тот промежуток времени,

В течение которого оно нагружаетс .

Известный способ определени  агрегатного превращени  вещества при им- пульсном нагружении носит опосредо ванный характер, т.е. с возможности плавлени  суд т по изменению характера соотноше 1и  массовой и волновой скоростей 1 ..

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ определени  фа- зовых превращений в твердом теле при воздействии на него энергии в импульсном режиме, заключающийс  в том, что

на исследуемый образец воздействуют импульсами энергии различной интенсивности и по параметрам кристаллической решетки, определенных рентгеноструктурным методом, суд т о фазовом превращении. В данном способе образцы титана и циркони  подвергались ударному воздействию, при условии сохране1«1  образцов после обжати  2,

Известный способ определ ет кристаллические модификации и переходы из одной модификации в другую, но не может определить агрегатного превращени  при кратковременном воздействии импульса -энергии, так как вещество переходит в исходное состо ние после прекращени  подвода энергии к образцу.

Цель изобретени  - повышение точ20 ности установлени  факта плавлени  вейества.

Указанна  цель достигаетс  тем, . что в способе определени  фазовых

Claims (2)

1. превращений в твердом теле при воздействии на него энергии в импульсном режиме, заключающемс  в том, что на исследуемый образец воздействуют, импульсами энергии различной интенсивности , и по параметрам кристалли30 ческой решетки, определенным рентгенеструктурным методом, суд т о фазовом превращении, исследуемый образец пpивoд т в контакт с дополнительным образцом, выполненным из вещества менее тугоплавкого по сравнению с исследуемым и способного образовыват с ним сплавы, и определ ют параметры кристаллической решетки образующегос сплава. . Таким образом, подобранный образе позвол ет при плавлении наиболее тугоплавкого вещества из пары (т.е. исследуемого) зафиксировать и при по мощи рентгеноструктурного анализа об наружить образовавшийс  при этом твердый раствор,, по чему и суд т о плавлении. Подробнее суть предлагаемого способа состоит в следующем. Готов т образец, состо щий из дву плотно прилегающих друг к другу крис таллических веществ, одно из которых исследуемое вещество, а второе подоб рано из тугоплавкого, способного образовывать сплав (твердый раствор . или интерметаллид) с исследуемым веществом . Образец подвергают воздейст вию импульса энергии известной величины . Затем готов т идентичный обрацец и подвергают воздействию импульс энергии другой (дл  определенности более высокой известной величины. Эти операции повтор ют дл  нескольки известных значений энергии. Затем все образцы подвергают рентгенострук турному анализу. Наименьший импульс энергии, воздействие которого на образец приводит к по влению на рент генограммах линий твердого раствора или интерм таллида и будет критической энергией плавлени  вещества. В случае удар оволнового нагружени  образец помещают в корпус, сохран ющий его. При достижении прилагаемой нагрузки определенной интен сивности происходит потер  прочностных свойств материалов, составл ющих образец, и нарушение устойчивости границы раздела. При повышении нагрузки происходит дробление веществ, составл ющих, образец, со все большей степенью дисперсности. При более высоком значении нагрузки предполагаетс  мелкодисперсна  взвесь исследуемого вещества в расплаве более легкоплавкого составл ющего образец. При достижении некоторой величины прилагаемой нагрузки происходит . плавление исследуемого вещества (не по всему объему в силу инертности пр цесса) и образование расплава двух веществ, который при дальнейшем охлаждении образца кристаллизуетс  в структуру твердого раствора этих веществ с кpиcтaлличecJ oй ре шеткой, отличной от исходных веществ кристаллических решеток, первоначально состав.т1 ю1г,их образец. При помощи рентгеноструктурного анализа обнаруживаетс  тот образец, в котором образовалс  твердый раст- вор. Точность определени  параметров, при которых происходит агрегатное превращение вещества, зависит, в осьновном , от возможности плавного варьировани  прилагаемой к образцу нагрузки . Работоспособность предлагаемого способа дл  ударноволновой нагрузки была апробирована на паре висмут свинец (исследуемое вещество - свинец ) . Интервал давлени  , в котором обнаружено начало плавлени  свинца при .ударноволновом нагружении, coc-r.i тавл ет 210+10 кбар (21 + 1 ГПа) . Основное преимущество описанного способа перед прототипом заключаетс  в возможности определени  агрегатного превращени  вещества при известных параметрах нагружени . Экспериментальные исследовани  поведени  вещества при динамических нагружени х представл ют в насто щее врем  большой интерес и обнаружение агрегатных превращений веществ при импульсных нагружени х представл ют обширное псУ е де тельности. В качестве базового объекта выбран известный способ исследовани  плавлени  веществ под высоким давлением в статическом состо нии. В США подобные работы проводились с 30 годов под руководством П.В.Бриджмена, в СССР большинство работ проводилось под руководством Л.Ф.Верещагина. Экспериментальные исследовани  кривых плавлени  в статическом состо нии в насто щее врем  достигают нагрузок 40-60 кбар (4-6 ГПа). Предлагаемый способ открывает возможность исследовани  веществ при динамическом нагружении, определ   непосредственно давление плавлени  (без определени  и учета косвенных причин: изменение удельного объема, электросопротивлени , изменение массовой и волновых скоростей, излома на ударной адиабате и т.п.). Реально достижимые интенсивности ударноволнового нагружени  (при сохранении образца) составл ют в насто щее врем  величину ,1 кбар (100110 ГПа) . Формула изобретени  Способ определени  фазовых превращений в твердом теле при воздействии на него энергии в импульсном-режиме, заключающийс  в том, что на исследуемый образец воздействуют импульсами энергии различной интенсивности и по параметрам кристаллической решетки , определенным рентгеноструктурным методом, суд т о фазовом прев5 95113 ращении, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности установлени  факта плавлени  исследуемого вещества, исследуемый образец привод т в контакт с дополнительным образцом, выполненным из вещества,, менее тугоплавкого по сравнению с исследуемым и способного образовывать с ним сплавы, и определ ют параметры кристаллической решетки образующегос  сплава. 16 Источники информации, прин тые во внимание при экспертиза 1, Урлин В.Д.,Иванов л.Л. О плавлении при сжатии ударной волной. ДАН № 149, 1963, с. 1305-1306.
2. 2..Герман В.Н, и др. Фазовые превращени  титана и циркони  в ударных волнах, ФТТ, т.12. 1970, с. 637-639 (прототип).