6. Каковы основные моменты газофазного синтеза метода получения молекулярных кластеров?

Существуют две принципиальные схемы ударно-волнового нагружения:

1. Контактная схема, при которой сырье для синтеза находится в контакте с зарядом либо непосредственно, либо через слой металла. В этом случае давление обычно не превышает 30–40 ГПа.

2. Бесконтактная схема, при которой на материал воздействует металлический ударник (лайнер), разгоняемый зарядом ВВ. Давление в материале зависит от скорости ударника и может достигать 100 ГПа и более. В обеих схемах энергия сжатия может создаваться либо скользящей, либо лобовой детонационной волной. За счет столкновения ударных волн, создаваемых в материале этими видами детонационных волн, образец может сжиматься второй ударной волной до более высоких давлений. Противоположно направленные импульсы ударных волн уравновешиваются, что облегчает сохранение образцов.

По своей геометрии устройства ударно-волнового нагружения делятся на плоские, осесимметричные (цилиндрические) и сферические (с центральной симметрией). В двух последних используется явление кумуляции за счет создания сходящихся ударных волн.

6. Назовите основные схемы ударно-волнового нагружения.

Плоское нагружение образцов широко используется для исследования параметров ударного нагружения (в частности для построения ударных адиабат). Параметры плоских УВ достаточно просто измерять и рассчитывать. На сжимаемый образец метается с помощью заряда ВВ плоская пластина толщиной 0,5–5 мм со скоростью до 6,5 км/с. В образце создается УВ с амплитудой до 200 ГПа. Массивный свинцовый контейнер обеспечивает сохранение 90 % объема образца. В этом устройстве использовалось сжатие смеси графита с металлами-охладителями. Результаты применения такого устройства: при сжатии чугуна степень превращения графита в чугуне – 52 или 1,25 % массы чугуна, выход алмаза – 42,5 карата на 1 кг заряда ВВ.

6. Каково назначение устройств плоского нагружения. Каковы особенности ударных волн при плоском нагружении?

При контактном взрыве профиль УВ близок к треугольному, а при ударе пластиной амплитуда УВ постоянна в течение времени прохождения УВ по пластине.

Осесимметричные устройства. Именно с помощью таких устройств впервые были сохранены ударносжатые образцы. В этих устройствах цилиндрическая стальная капсула с материалом может нагружаться двумя способами:

• контактным, когда капсула помещается внутри заряда ВВ, а сходящиеся к оси капсулы УВ создаются скользящей детонацией, распространяющейся по заряду вдоль оси капсулы;

• бесконтактным, когда капсула нагружается метаемой коаксиально цилиндрической оболочкой. Во всех случаях в образце создается трехударная конфигурация: сходящаяся к оси коническая волна, зона однократного сжатия (волна Маха) у оси и расходящаяся волна, отраженная от этой зоны. Чтобы исключить волну Маха и повысить однородность сжатия образца, вцентре вдоль оси капсулы располагают стальной стержень.

19. Каково назначение сферических устройств? Что собой представляет фронт ударных волн при сферическом нагружении?

Плоские и цилиндрические устройства сохранения имеют один принципиальный недостаток – эффекты боковой или торцевой разгрузки, искажающие одномерность сжатия. Сферическая система лишена этого недостатка.

Согласно расчетным оценкам в образце кварца диаметром 48 мм на фронте

сходящейся УВ реализуются на радиусе 1–2 мм давления 300–100 ГПа и

плотность энергии 30–10 кДж/г.

Увеличение размеров сферической системы позволяет получать те же

состояния на более высоких радиусах и увеличить длительность импульса

давления.

Фронт УВ при сферическом нагружении – сходящийся.

Наружная поверхность заряда синхронно инициируется специальной

инициирующей системой или многими электродетонаторами. В результате в

заряде создается сферически сходящаяся детонационная волна, а в капсуле и

в образце – сходящаяся УВ.