ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ УДАРНЫХ ВОЛН В ПРЕССОВАННОМ ПОРОШКЕ ИЗ НАНОЧАСТИЦ НИКЕЛЯ

Цель: экспериментальное исследование особенностей распространения волн ударного сжатия в образцах из спрессованных наночастиц никеля (pnNi), получение данных по ударной адиабате вещества и анализ профилей ударных волн в заданном диапазоне давлений. Процедура и методы. Методом лазерной интерферометрии в условиях одноосного нагружения впервые исследованы особенности распространения волн ударного сжатия в образцах из спрессованных наночастиц никеля при относительно малых давлениях - 1,7 и 4,1 ГПа. Результаты. Для исследованного вещества получены профили ударных волны и точки на ударной адиабате. Определён предел упругости Гюгонио - 0,48 ГПа. Теоретическая и/или практическая значимость. Обнаружено, что профили ударных волн в прессованном порошке из наночастиц никеля имеют сложную многоступенчатую структуру, в которой чётко выделяется волна-предвестник. Показано, что профиль волны сжатия можно описать многократным отражением волны-предвестника от исследуемой поверхности образца и следующей за ним пластической волны сжатия. Установлено, что в диапазоне исследованных давлений толщина образца и режим нагружения определяют процесс ударного сжатия. Показано, что разница между состояниями вещества за фронтом пластической ударной волны до первого отражения предвестника и после последнего отражения существенна.

ударная волна, предвестник, ударная адиабата, пористость, профиль скорости, спрессованный порошок, наноникель

1. Медведев А. Б., Трунин Р. Ф. Ударное сжатие пористых металлов и силикатов // Успехи физических наук. 2012. Т. 182. № 8. С. 829-846. DOI: 10.3367/UFNr.0182.201208b.0829.

2. Dattelbaum D. M., Coe J. D. Shock-driven decomposition of polymers and polymeric foams // Polymers. 2019. Vol. 11. Iss. 3. P. 493. DOI: 10.3390/polym11030493.

3. Davison L. Shock-wave structure in porous solids // Journal of Applied Physics. 1971. Vol. 42. Iss. 13. P. 5503-5512. DOI: 10.1063/1.1659971.

4. Linde R. K., Schmidt D. N. Shock propagation in nonreactive porous solids // Journal of Applied Physics. 1966. Vol. 37. Iss. 8. P. 3259-3271. DOI: 10.1063/1.1703192.

5. Ударная сжимаемость смесей микро- и наноразмерных порошков никеля и алюминия / Якушев В. В., Ананьев С. Ю., Уткин А. В., Жуков А. Н., Долгобородов А. Ю. // Физика горения и взрыва. 2018. Т. 54. № 5. С. 45-50. DOI: 10.15372/FGV20180506.

6. Скорость звука в ударно-сжатых образцах из смеси микро- и нанодисперсных порошков никеля и алюминия / Якушев В. В., Ананьев С. Ю., Уткин А. В., Жуков А. Н., Долгобородов А. Ю. // Физика горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 6. С. 108-114. DOI: 10.15372/FGV20190615.

7. Зиборов В. С., Канель Г. И., Ростилов Т. А. Экспериментальное исследование характера деформации сферопластиков при ударном сжатии // Физика горения и взрыва. 2020. Т. 56. № 2. С. 124-129. DOI: 10.15372/FGV20200215.

8. Rostilov T. A., Ziborov V. S. Experimental study of shock wave structure in syntactic foams under high-velocity impact // Acta Astronautica. 2021. Vol. 178. P. 900-907. DOI: 10.1016/j.actaastro.2020.10.022.

9. Bonnan S., Hereil P. L., Collombet F. Experimental characterization of quasi static and shock wave behavior of porous aluminum // Journal of Applied Physics. 1998. Vol. 83. Iss. 11. P. 5741-5749. DOI: 10.1063/1.367430.

10. Ahrens T. J, Gust W. H., Royce E. B. Material Strength Effect in the Shock Compression of Alumina // Journal of Applied Physics. 1968. Vol. 39. Iss. 10. P. 4610-4616. DOI: 10.1063/1.1655810.

11. Butcher B. M., Karnes C. H. Dynamic compaction of Porous Iron // Journal of Applied Physics. 1969. Vol. 40. Iss. 7. P. 2967-2976. DOI: 10.1063/1.1658109.