高温高压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的相稳定性

在冲击波物理实验测量高温高压下(Mg,Fe)SiO₃钙钛矿的声速结果的基础之上，发现了在70～85 GPa压力范围内发生了声速的“软化”现象.利用沃尔什热力学-冲击压缩线方法和Mie Grüneisen物态方程等熵线方法计算了声速测量实验中的冲击温度，并计算了冲击压缩下70～85 GPa压力范围内的相变边界，然后用电子自旋相变的自由能变化估算了这个压力范围内的相变边界，发现两种方法计算得到的相变边界相同，从而证实这种声速“软化”现象是由(Mg,Fe)SiO₃钙钛矿的晶格畸变引起的，没有发生(Mg,Fe)SiO₃钙钛矿向氧化物(Mg,Fe)O+SiO₂的分解相变.     

金属氢研究的新进展

简单介绍了金属氢的研究意义和应用前景,详细评述了有关固态氢和液态氢的高压实验方法和新近的研究进展,特别是固态氢的相图、结构,液态氢或氘的电导率测量和物态方程测量等.     

固体Hugoniot线上热压变化的研究

在冲击压力为0～500 GPa范围内，应用点阵动力学和冲击波理论，对金属、离子晶体、矿物质等不同种类的固体物质的冲击压缩数据及其相应的热力学参数进行数值分析和理论计算，其结果表明：不同初始密度的固体物质，在一定冲击压力和孔隙率范围内，沿Hugoniot线的热压与总压的比值近似保持为一个常数，该常数的大小及其存在的冲击压力范围和孔隙率范围因物质不同而异.根据这一结论，从理论上验证了一个表征材料特性沿其Hugoniot线不随压力而变的经验常数的存在.     

含能材料防护屏在球形弹丸超高速撞击下的穿孔特性研究

以空间碎片防护设计为工程应用背景,将亚稳态含能材料应用于空间碎片防护结构。利用二级轻气炮对聚四氟乙烯/铝（PTFE/Al）含能材料防护结构进行了不同面密度、不同弹丸直径、不同速度的超高速撞击实验,获得了撞击过程中的高速摄像图片及光学高温计信号。分析结果表明,含能材料防护屏超高速撞击瞬间发生了可靠的冲击起爆反应,根据反应度的不同可分为冲击爆轰区、破碎爆燃区、零反应破碎区3个区域。基于实验结果,建立了铝合金弹丸超高速撞击PTFE/Al含能材料防护屏穿孔直径的无量纲经验公式。利用实验与分析结果验证了数值模拟的有效性,获得了环境温度对PTFE/Al含能材料防护屏超高速撞击穿孔特性的影响规律。     

有机分子晶体的从头算研究

综述了分子晶体从头算(密度范函和Hartree-Fock方法)和相关半经验方法的理论研究工作.概述了常压下分子晶体的晶体结构、晶格能、电子键结构等晶体性质.也讨论了流体静压力和单轴压力下分子晶体高压行为的研究结果.     

TATB基PBX介观结构的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学对四种TATB基PBX的介观结构及其演变过程进行了研究。结果表明:聚合物在单质炸药TATB中形成线形的网状结构,但没有完全包覆TATB;随着聚三氟氯乙烯重复单元在聚合物中含量比例的增加,聚合物在TATB中的扩散变得越来越容易;温度升高也会使更多的聚合物扩散到TATB中。研究发现,温度在400K时,聚合物形成蜂窝状结构,能很好地包覆TATB。     

超高速撞击波阻抗梯度材料形成的碎片云相变特性

在超高速碰撞下,波阻抗梯度材料能使弹丸的动能更多地转变为靶板材料内能,使其发生熔化、气化等相变,分散和消耗弹丸的动能,进而实现航天器对空间碎片的防护。以钛、铝、镁3种 材料组成的波阻抗梯度材料为研究对象,借助于光滑粒子流体动力学数值模拟方法,采用Tilloston状态方程和Steinberg-Guinan本构模型,给出各材料的冲击相变判据,结合速度为7.9 km/s的超高速碰撞实验结果,验证数值模拟结果的有效性。计算结果表明：钛、铝、镁波阻抗梯度材料在受到大于4 km/s速度撞击时,形成的碎片云会发生不同程度的熔化和气化;钛、铝、镁3种组分分别在受到6 km/s、5 km/s、4 km/s速度撞击时碎片云会发生熔化,在受到8 km/s、9 km/s、6 km/s速度撞击时碎片云会发生气化。     

空间碎片天基光子计数激光探测研究

为了满足空间碎片探测与精确定轨的需求,采用光子计数的高灵敏激光探测方法,讨论了盖革模式下雪崩二极管探测器的光子计数探测基本原理,并建立了引入探测器与空间碎片的相对径向速度的天基光子计数探测模型,进行了空间碎片光子计数激光探测的理论分析和仿真验证。结果表明,在可探测速度范围内,光子计数激光探测技术能有效探测到尺寸为10cm的空间碎片目标,测距平均误差为34.72cm。与传统地基雷达和光电探测手段相比,此技术测距精度能提高3个数量级,可有效降低航天器与空间目标碰撞的概率。