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在辐射法测量金属的冲击波温度实验中,传统做法都是在透明窗口(蓝宝石或LiF)上镀金属样品膜来避免样品和窗口之间的间隙以尽量实现界面理想接触,通过观测界面辐射而获得界面温度。借助冲击温度、冲击卸载温度以及界面温度三者之间的定量关系,达到确定金属冲击温度的目的。但是,这类实验所观察到的界面辐射讯号也出现了不确定性和比较大的分散性。同时,近年来有研究表明透明窗口(主要是蓝宝石)在低压下出现不同程度的自发光、吸收等现象,这给冲击测温带来了不利的影响。因此,有必要对金属/窗口界面辐射进行进一步的探索。
本文采用密实无氧铜作样品,在金属样品表面与蓝宝石窗口直接紧密接触情形下研究界面的冲击辐射特性。主要内容如下:
(1)本文采用压缩气体作为压力源均匀施压于无氧铜样品/蓝宝石窗口接触界面,通过控制气体压强来改变初始界面接触条件,使无氧铜样品/蓝宝石间的间隙尽可能减小,结果表明气压方式明显优于一般的机械预压方式。在机械预压条件下,精细光学抛光的块状金属和蓝宝石窗口表面直接接触,由于大面积表面的平面度不可能达到理想平面的要求,在接触界面处出现不均匀厚度的间隙。本文采用的“无间隙”界面的制备技术在文献中未见报导过。
(2)在100GPa冲击加载条件下,首先获得了几乎没有界面高温层影响的无氧铜/蓝宝石界面辐射历史,发现不同界面接触条件下界面辐射特征明显不同。在改善接触界面过程中,界面冲击辐射剖面经历了从宽、高峰辐射到窄、低峰辐射的变化过程。
(3)提出了确定界面辐射温度的一种新方法,即从界面的早期辐亮度信号确定界面辐射温度。由于获得了真实的界面辐射信号,在表观界面温度剖面上可直接读取界面温度,从而避免了光学窗口自身辐射对温度测量结果的影响。