沖擊壓縮下苯的液-固相變動力學(xué)特性研究.pdf

1、液-固相轉(zhuǎn)變是自然界中普遍存在的現(xiàn)象之一,對相變過程的深入研究具有非常重要的科學(xué)意義。然而在動態(tài)加載條件下觀測液.固相轉(zhuǎn)變過程的實驗方法仍有待發(fā)展和完善。苯在高壓下發(fā)生液-固相變的快慢問題一直受到人們關(guān)注,并長期存在爭議。本文利用一級輕氣炮加載技術(shù)和最近發(fā)展的一種透光性在線測量技術(shù),首次實時在線觀測到液態(tài)苯在多次沖擊壓縮過程中透光性隨時間變化特征。分析表明,導(dǎo)致透光性下降的原因是界面處局部發(fā)生液-固相變而引起的光散射效應(yīng),且散射特征反映

2、了相變過程的時間弛豫特性,為相變動力學(xué)研究提供了重要依據(jù)。本文也為深入研究其它透明液體的相變動力學(xué)問題,提供了一種可靠性好、靈敏度高、實用性強的實驗方法。
　　 本文得到如下幾個結(jié)論:
　　 1.在準(zhǔn)等熵加載過程中,采用光透射在線測量技術(shù)首次觀測到了液態(tài)苯的液-固相交過程,發(fā)現(xiàn)相轉(zhuǎn)變在納秒時間尺度即發(fā)生,且整個過程持續(xù)時間超過1μs。
　　 2.熱力學(xué)計算所得的多次沖擊時間點與實驗信號中的透射率變化明顯的位置符合

3、較好。即在沖擊波第一次沖擊(0.94Gpa,170℃)樣品時,樣品的透射率沒有發(fā)生變化；在被第二次沖擊(1.94GPa,240℃)后,樣品的透射率開始下降,未觀測到明顯滯后現(xiàn)象。借助相圖和熱力學(xué)計算發(fā)現(xiàn),在第二次沖擊加載下,樣品苯的溫壓狀態(tài)已經(jīng)跨入到其固相區(qū),即已達(dá)到發(fā)生液-固相變的溫壓條件。因此本文認(rèn)為實驗中所觀察到的液態(tài)苯在沖擊波作用透射率下降現(xiàn)象是由過冷度驅(qū)使而發(fā)生成核并長大引起。
　　 3.借助相變動力學(xué)模型,對苯在多次