Электродинамические процессы при ударном сжатии конденсированных сред тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

Гилев Сергей Данилович

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ УДАРНОМ СЖАТИИ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД

01.04.17 - химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Новосибирск - 2009 г.

003476403

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Пай Владимир Васильевич

доктор физико-математических наук Молодец Александр Михайлович

доктор технических наук, профессор Шнеерсон Герман Абрамович

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН

Защита диссертации состоится_2009 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 003.054.01 в Учреждении Российской академии наук Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск-90, пр. Лаврентьева 15, тел/факс (383)3331612

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН.

Автореферат разослан_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета-доктор физико-математических наук

С.А. Ждан

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Динамическое сжатие широко используется для построения уравнений состояния конденсированного вещества в области высоких давлений и температур. Эффективным инструментом для исследования состояния вещества и генерации больших плотностей энергии являются электромагнитные методы. Кратковременность динамического воздействия приводит к необходимости учета переходных электродинамических процессов при сжатии вещества. Так, время релаксации электромагнитного поля в медной пластине толщиной 1 мм составляет около 75 мкс, что много больше характерного времени ударно-волнового эксперимента с использованием конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) (~1 мкс). Методы регистрации электромагнитных характеристик вещества при динамическом сжатии ограничены простейшими схемами, в которых преобладает электротехническое приближение и интегральный подход.

В настоящее время отсутствуют модели электродинамических процессов для ударного сжатия конденсированных сред. Не ясна общая электромагнитная картина и структура возникающих индукционных токов, неизвестны управляющие параметры, характерные времена и длины. Отсутствие моделей затрудняет или делает невозможным экспериментальные исследования большого класса материалов. Среди таких материалов - проводники значительной толщины, металлизующиеся при сильном сжатии диэлектрики и полупроводники, ВВ, дающие высокопроводящие продукты детонации и т.д. Для использования на практике явления ударно-индуцированной проводимости необходимо знать такие характеристики перехода, как пороговое давление и фаза металлизации, величина электропроводности в сжатом состоянии, зависимость электропроводности от ударного давления, поведение при разгрузке. Отсутствие адекватных моделей является препятствием для развития новых методов управления потоками электромагнитной энергии. Задачи получения высоких плотностей электромагнитной энергии, управления мощными электрическими токами, генерации импульсов электромагнитного излучения требуют анализа электродинамических процессов при динамическом сжатии. Построение моделей таких процессов является актуальной научной задачей.

Цель работы состоит в разработке моделей электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированных сред. Наибольший практический интерес представляют переходы вещества с резкими изменениями электрофизических свойств, поэтому им уделено основное внимание.

Основные научные задачи настоящего исследования:

• построение физических моделей электродинамических процессов и определение структуры токовых волн, генерируемых ударным сжатием конденсированного вещества;

• разработка, на основе построенных моделей, новых методов исследования конденсированного вещества и определение с их помощью физических характеристик ряда перспективных материалов;

• создание новых методов управления потоками электромагнитной энергии и построение моделей соответствующих электродинамических процессов.

На защиту выносятся:

• физические модели электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированного вещества, результаты анализа структуры токовых волн при переходах диэлектрик-металл, металл-металл, магнетик-магнетик в ударной волне;

• электромагнитные методы исследования состояния конденсированного вещества при ударном сжатии, основанные на учете переходных электродинамических процессов;

• экспериментальные данные, полученные для исследованных веществ (кремний, селен, алюминий, иттербий, никель, константан, сплав 80НХС, конденсированные взрывчатые вещества и др.), в том числе, пороговое давление металлизации и параметры ударно-сжатого металлического состояния, зависимости электропроводности от давления ударной волны, вероятные механизмы переходов, особенности поведения вещества при сжатии и разгрузке;

• методы генерации и управления потоками электромагнитной энергии с использованием волн проводимости, генерируемых ударными и детонационными волнами, в том числе, ударно-волновая техника генерации сверхсильных магнитных полей и соответствующих плотностей электромагнитной энергии, кумуляция магнитного поля детонационной волной, коммутация электрического тока.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в выявлении закономерностей электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированного вещества (нахождение специфических управляющих параметров, характерных времен и размеров, определение структуры токовых волн).

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что

• разработанные электродинамические модели являются основой для анализа результатов динамических экспериментов;

• новые экспериментальные методы обладают лучшим временным разрешением и диапазоном измерений (до двух порядков величины), дают недоступную ранее информацию о свойствах вещества; полученные экспериментальные данные могут быть использованы для тестирования физических моделей состояния вещества, разработке устройств для управления потоками электромагнитной энергии;

• предложенные методы управления потоками электромагнитной энергии

облегчают генерацию сверхсильных магнитных полей и коммутацию электрического тока.

Научная новизна. Все результаты диссертации, выносимые на защиту, являются новыми. В частности, впервые

• получены управляющие электродинамические параметры, характерные времена и длины, специфичные для ударного сжатия;

• разработан метод решения краевых задач уравнения теплопроводности в области с подвижной границей, основанный на расширении рабочей области;

• разработаны методы измерений, основанные на учете переходных электродинамических процессов при динамическом сжатии;

• разработана адекватная физическая модель ударно-волновой магнитной кумуляции.

Достоверность результатов работы подтверждается:

• адекватностью физико-математической модели электродинамических процессов при ударном сжатии;

• строгостью используемого теоретического аппарата при решении электродинамических задач (метод функции Грина, операционное исчисление, численные методы); совпадением решений задач разными методами (аналитически и численно);

• непротиворечивостью результатов анализа; сведением полученных решений в случае большого времени к классическим задачам диффузии магнитного поля; качественным соответствием полученных решений физическому смыслу задачи и аргументированным ожиданиям;

• внутренней согласованностью результатов измерений; разумным соответствием результатов экспериментов с данными других авторов (в том числе полученным с использованием иных схем измерений и условий сжатия);

• выполненными оценками погрешностей измерений (в том числе для процедуры решения обратной краевой задачи);

• положительными результатами использования метода ударно-волновой магнитной кумуляции в других научных центрах: университеты г. Кумамото, г. Фукуока (Япония), лаборатория Кавендиша (Великобритания), университет Лоусбороу (Великобритания), исследовательский центр БОА (Швеция).

Методы исследования. В работе используются аналитические, численные и экспериментальные методы исследования. Для аналитического решения краевой задачи уравнения теплопроводности с подвижной границей используется новый метод. Численное решение проблем магнитной диффузии основывается на апробированных разностных схемах. Основной массив экспериментальных исследований (около 1000 взрывных экспериментов) выполнен при помощи методов измерений электропроводности, массовой и

волновой скорости, основанных на развитых электродинамических моделях.

Апробация работы. Основные положения настоящей работы докладывались на следующих научных конференциях: III, IV, VII, XI, ХП Международная конференция "Генерация мегагауссных магнитных полей и родственные эксперименты" (Новосибирск, 1983; Санта Фе, США, 1986; Саров, 1997; Лондон, Великобритания, 2006; Новосибирск, 2008), Ш Всесоюзная конференция "Импульсные источники энергии" (Ленинград, 1989), Всесоюзная школа-семинар "Фундаментальные проблемы физики ударных волн" (Азау, 1987), IV Всесоюзное совещание по детонации (Телави, 1988), III Всесоюзная школа-семинар "Физика взрыва и применение взрыва в эксперименте" (Новосибирск, 1984), Международная конференция "Ударные волны в конденсированных средах" (Петербург, 1994, 1996, 2002, 2006), Международная конференция "Металлургические и материаловедческие применения ударных волн и высокоскоростных явлений" (Эль Пасо, США, 1995), IX, X конференция Американского физического общества "Ударное сжатие конденсированного вещества" (Сиэтл, 1995; Амхерст, 1997, США), V Международная конференции "Механическое и физическое поведение материалов при динамическом сжатии" (Толедо, Испания, 1997), VIH Международная конференция "Физика полупроводников при высоком давлении" (Салоники, Греция, 1998), "Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике" (Новосибирск, 2000, 2005), III Харитоновские научные чтения (Саров, 2001), VI, VII, VIII Забабахинские научные чтения (Снежинск, 2001, 2003, 2005), XII Международный симпозиум по детонации (Сан Диего, США, 2002), Всероссийская конференция "Проблемы механики сплошных сред и физики взрыва" (Новосибирск, 2007).

Тема диссертационной работы соответствует "Приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации" - "Энергетика и энергосбережение" (утверждены указом президентом России от 21.05.2006), а также "Основным направлениям фундаментальных исследований Российской академии наук" - "2.2.2 - Механика жидкости, газа и плазмы, неидеальных и многофазных сред; 2.2.3 - Физико-химическая газодинамика и процессы при высоких плотностях энергии: горение, детонация, взрыв, высокоскоростной удар и взаимодействие потоков направленной энергии с веществом" (утверждены постановлением Президиума РАН от 01.07.2003).

Тема диссертационной работы связана с темами НИОКР Института гидродинамики СО РАН: "Исследование задач импульсной электрофизики с целью создания новых методик ударно-волнового эксперимента" (государственный регистрационный номер №01970003579, 1997-1998 гг.), "Нестационарные течения и свойства гетерогенных сред при интенсивных потоках механической, тепловой и электромагнитной энергии" (программа СО РАН "Нестационарные процессы при высоких плотностях энергии в гидродинамике однородных и многофазных сред (структура течений, синтез

наноструктурных соединений, волновые процессы)" (государственный регистрационный номер №01.2.007.06894, 2007-2009 гг.).

Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 94-02-04022-а, 1994-1995 гг.; №99-02-16807-а, 19992001 гг.; №03-03-33175-а, 2003-2004 гг.; №05-02-16398-а, 2005-2007 гг.).

Публикации. Основные научные результаты работы изложены в 42 статьях. Из этого количества 31 статья опубликована в научных журналах из списка ВАК для публикации результатов докторских диссертаций (27 статей - в отечественных журналах, 4 статьи - в ведущих зарубежных журналах). 9 научных работ опубликовано в трудах международных конференций. Имеется два авторских свидетельства на изобретения в области исследований.

Личный вклад автора в научные результаты диссертации является определяющим. Без соавторов опубликовано 14 статей в журналах из списка ВАК. Информация о вкладе автора в совместных работах приведена в приложении к диссертации.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем работы 235 страниц, имеется 12 таблиц, 88 рисунков. Библиографический список включает 305 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, охарактеризованы научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Переходные процессы при динамическом сжатии

Глава носит вводный характер и посвящена характеристике переходов с изменением электропроводности, анализу схем электрических измерений и методов управления потоками электромагнитной энергии.

Электродинамика ударно-волновых процессов в конденсированных средах до сих пор не являлась предметом целенаправленного изучения. С одной стороны, классический анализ ионизующих и МГД-волн в газах и плазме не может быть автоматически перенесен на конденсированное вещество, чей электромагнитный отклик гораздо богаче и развивается на других временных и пространственных масштабах. С другой стороны, электродинамические задачи об ударном сжатии конденсированного вещества, рассмотренные рядом авторов (Хейз Б, Фритц Дж., Морган Дж., Жугин Ю.Н., Крупников К.К., Пай В.В.) с целью обоснования соответствующих методов измерений, не привели к обобщениям, касающимся всего класса явлений. Модели электродинамических процессов, известные в магнитной гидродинамике и физике плазмы, нуждаются в адаптации к специфическим условиям сжатия конденсированного вещества в сильных ударных волнах.

Для высокой электропроводности вещества и характерных времен взрывного эксперимента электродинамические процессы имеют выраженный нестационарный характер. Это не позволяет, в частности, решить известную с 1960-х годов проблему измерения электропроводности при переходах диэлектрик-металл. В предложенных рядом авторов схемах (Бриш A.A., Якушев В.В., ГатиловЛ.А., НеллисБ., Фортов В.Е. с коллегами) измерения

ограничены величиной «103 (Ом • см)1. Для регистрации электропроводности,

соответствующей классическим металлам, необходимо улучшить временное разрешение и верхний предел измерений на два порядка величины.

Несмотря на впечатляющий прогресс метода взрывной магнитной кумуляции, связанный в первую очередь с работами РФЯЦ ВНИИЭФ (Павловский А.И. и его школа), использование метода в физической лаборатории затруднено сложностью генератора и большой массой ВВ. Новые подходы к проблеме дала идея об использовании перехода полупроводник-металл при ударном сжатии (Трубачев A.M., Биченков Е.И., 1978 г., Нагаяма (NagayamaK.), 1981).

Глава 2. Электродинамика ударно-сжимаемых проводников

Основным подходом настоящего анализа является применение электродинамики сплошных сред к ударно-волновым процессам в конденсированном веществе. В МГД-приближении уравнение на магнитное поле в области непрерывного течения имеет вид

где и - массовая скорость, ц - магнитная проницаемость, а электропроводность.

Качественный анализ уравнения (1) позволяет выявить характерные электродинамические размеры и времена

Здесь для несжатого и сжатого вещества использованы индексы 1 и 2, соответственно, £> - скорость ударной волны.

При х «хх, *«, х«х2, / «/2 на соответствующих длинах и временах преобладает диффузионный механизм, при х » х1, I», х » х2, /»- конвективный механизм изменения магнитного поля. Величины х1 и х2 являются толщиной скин-слоя для области несжатого и сжатого вещества, соответственно. В таком слое происходит основное изменение магнитного поля и протекает соответствующий ток.

Управляющими параметрами электродинамических процессов при ударном

О)

(2) (3)

сжатии являются

Я, = *- = Я^-^д^о-ДЯ-ы)2/. (4)

М '2

Параметры й, и ^ характеризуют относительное влияние конвекции и диффузии для области несжатого и сжатого вещества, соответственно. По своему смыслу Л, и Я2 представляют собой магнитное число Рейнольдса для условий ударного сжатия.

Электромагнитную картину в ударно-сжимаемом веществе качественно можно представить следующим образом. Конвективный внос магнитного поля через ударный фронт приводит к последовательному "вмораживанию" поля в новые слои вещества. Распределение магнитного поля в веществе определяется "историей" поля на ударном фронте. Влияние электромагнитной диффузии сводится к сглаживанию местных градиентов и релаксации поля к равновесному распределению. Изменение электропроводности по проводящему слою приводит к вариации местных коэффициентов диффузии и при небольшом изменении электропроводности слабо влияет на общую картину.

В главе приняты следующие допущения: ударная волна плоская, магнитное поле достаточно мало (<к1МГс) и не влияет на движение ударной волны, вещество однородно, толщина зоны ударного перехода пренебрежимо мала (для большинства задач), электропроводность и магнитная проницаемость изменяются скачком при сжатии и далее остаются постоянными.

Анализ сводится к решению краевой задачи на магнитное поле в двух областях с подвижными границами (несжатое и сжатое вещество). Известные методы решения краевых задач уравнения теплопроводности с подвижной границей (методы функции Грина, тепловых потенциалов, рядов и функциональных преобразований) характеризуются большими техническими сложностями и крайней громоздкостью решений, в которых трудно обнаружить физический смысл. В данной работе предложен новый метод решения таких задач - метод расширения рабочей области. Суть метода состоит в преобразовании исходной области переменных (х,1), определяемой

кинематикой движения ударного фронта, в расширенную область более простой формы (например, квадрант х > 0, г > 0). Решение краевой задачи для квадранта с заданным значением при / = О может быть построено с помощью функции Грина. Неизвестная функция при / = 0 определяется из граничного условия на ударном фронте. Полученное таким образом решение имеет смысл в исходной области (х, /). Достоинство метода состоит в простоте решения,

несущего ясный физический смысл. Метод может быть распространен на задачи тепловой и молекулярной диффузии.

В области несжатого вещества напряженность магнитного поля имеет следующий общий вид

•ехр (-(т + С)2)в(С,1,т)с1т, (5)

Переменная подобия £ = (х' - координата, отсчитываемая от

фронта ударной волны) соответствует классическим задачам магнитной диффузии (см. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: Мир, 1972). Функция /(;) есть решение интегро-дифференциального

уравнения, вид которого варьируется. Решение может включать дополнительные слагаемые, обусловленные конкретным видом начальных и краевых условий.

Для области сжатого вещества решение имеет вид

( 2 Л 00

Я2(*,*) = Я0А ехр[-^^ г)^(Д"^г)ехр(-г2)^г, (6)

где (р = , х - координата, отсчитываемая от задней границы сжатого

вещества. Для разных задач отличается лишь вид подынтегральной функции / (/). Решение (5), (6) является универсальным для класса

электродинамических задач с подвижными границами. Для каждой из перечисленных ниже задач найдены строгие решения, исследованы частные и предельные случаи.

Металлизация вещества (задача 1). В полупространство х > 0, заполненное непроводящим веществом (с, = 0), при / = 0 входит плоская ударная волна, вызывающая переход вещества в проводящее состояние. В системе отсчета, связанной с движущимся веществом, задача имеет вид дВ 1

дгВ

= 0, 0 <x<(D-u)t,

dt ц0стг дх2 B{{D-u)t,t) = f{t), B(0,t) = g(t), где f(t), g(t) - заданные функции времени. Решение для случая постоянного тока в веществе ( f(t) = 0, g(t) = В0) есть

И, Л О 2 ( г\,

На рис. 1 показаны распределения безразмерной плотности тока дЬ/дф

(Ь = В/В0) в слое ударно-сжатого вещества.

При ^ <£. 1 (т.е. при /1г) ток равномерно заполняет область проводящего вещества. При Л2 »1 фронт ударной волны и токовая волна расщеплены. При —»со формула (7) сводится к

В(х,/) ~ Ва (1-е//4"), что представляет собой решение классической задачи о диффузии магнитного поля в проводящее полупространство.

Металлизация вещества в зоне ударного перехода (задача 2). При включении проводимости в зоне ударного перехода на фазе неполного сжатия вещества изменяется глобальная электромагнитная картина. В этом случае зона ударного перехода захватывает и переносит в пространстве ток. Величина тока зависит от магнитного числа Рейнольдса ударного перехода = /лаа{р~и)1, (/, - толщина проводящей зоны), фазы включения

проводимости, распределений массовой скорости и электропроводности.

Максимальная линейная плотность тока в переходной зоне составляет ¡/ = Ва (м-«,)///„ (!>-«) (и, - массовая скорость, соответствующая появлению проводимости). Для сильносжимаемого вещества величина тока может быть значительна (/у «100 кА/см при В0 = 40 кГс, и, =0 и сжатии р/р0 = 4). Столь большие токи, переносимые в пространстве с фазовой скоростью волны представляют собой интересный физический объект.

Ударное сжатие образца конечных размеров генерирует систему равных по величине, но противоположных по направлению токов, протекающих, соответственно, в зоне ударного перехода и в ударно-сжатом веществе. При I»/2 токи пространственно разделены. При движении ударной волны ток возрастает до значения, соответствующего безграничному веществу.

Система проводник - вещество (задача 3). В момент времени I = 0 из

проводника (толщина хй,

электропроводность <т,) в первоначально непроводящее вещество входит плоская ударная волна. При сжатии вещество приобретает электропроводность <тг. Общий ток в системе остается неизменным. Постановка задачи включает в себя уравнения диффузии магнитного поля для области проводника и ударно-сжатого вещества. В начальный момент времени ток равномерно 11

Рис. 2.

распределен по сечению проводника. Граничные условия задачи выражают непрерывность магнитного и электрического полей.

На рис. 2 показаны найденные распределения безразмерной плотности тока у'/у0 в проводнике (-1 < х/х0 < 0 ) и металлизующемся веществе (х/х0 > 0 ). При движении ударной волны ток диффундирует из проводника в растущую проводящую область. При »1 фронт ударной волны и волна тока расщеплены. При —» со решение в области вещества сводится к (7).

Проводник во внешнем магнитном поле (задача 4). В момент времени I = 0 в проводящее полупространство с поперечным магнитным полем Вд входит плоская ударная волна. Электропроводность вещества изменяется скачком на ударном фронте от значения <т, до <т2. Постановка задачи имеет вид:

Щ Щ__1 д1В{

dt

dB,

дх //0сг, дх

1 дгв.

: 0, (D-u)t<:с<00,

= 0, 0<х <(D-u)t, х>0,

dt цасг2 дх В,(х,0) = Во, B2(0,t) = B0,

B\{{D-и) t,t} = B2([D -и)

1 Щ

+uBt

1 dB,,

с=(D-u)l

№г дх

(8)

(9)

(10) (П) (12)

(13)

t=(ß-u)l

В. 2,0 -

На рис. 3 показаны найденные распределения магнитного поля в несжатом (ц = х'/х{ = /uaalDx > 0) и в сжатом (0 < <р < 1) веществе для случая Rl=Rl = R и параметров u/D = 0,5, сг2/с-,=4,. Значения 77 = 0, (р-1 соответствуют ударному фронту. Эти распределения позволяют выявить

изменения электромагнитной картины при движении ударной волны.

Ударное сжатие проводника генерирует систему токов. Один из токов протекает перед фронтом ударной волны в несжатом веществе. Противоположно направленный (и равный ему) ток течет в сжатом веществе. Абсолютная величина тока возрастет до максимального значения, соответствующего безграничному

1,0

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8

ф

Рис. 3.

проводнику. При t»t2 происходит

расщепление токовых волн, соответствующих несжатому и сжатому веществу.

Проводник с током (задача 5). В момент времени / = 0 в проводящее полупространство с поверхностным током входит плоская ударная волна. Постановка задачи отличается от (8)-(13) лишь видом начального условия. Вместо (10) используется условие 5, (х,0) = 0 при х>0.

По мере движения ударной волны толщина сжатого вещества растет, а магнитное поле на ударном фронте уменьшается. Ток перераспределяется из несжатого вещества в сжатое. Для большого времени (/»12) фронт ударной волны отрывается от токовой волны; а поле на фронте стремится к нулю.

Проводник конечной толщины с током (задача 5а). В проводник (толщина *0) с током, равномерно распределенным по сечению, входит ударная волна. Результаты численного решения задачи показаны на рис. 4.

Рис. 4. Распределения плотности тока ]/]й в ударно-сжимаемом проводнике. Яет= 10, и/И = 0.5, £72/о-,=2. Моменты времени

т = Ю/х0 = 0.05 н-1.4.

Ударное сжатие проводника генерирует систему токов в несжатом и сжатом веществе, которая накладывается на ток от внешнего источника. Ударная волна движется в переменном магнитном поле, что обуславливает разнообразие электромагнитной картины. Начальные и конечные фазы ударного сжатия проводника могут сопровождаться интенсивными противотоками в поверхностных слоях вещества (рис. 4,а,г).

Магнитный проводник (задача 6). В момент времени I = 0 плоская ударная волна входит в полупространство магнетика, где создано поперечное магнитное поле с напряженностью Н0. Электропроводность и магнитная проницаемость вещества меняются скачком на ударном фронте от значений <т,, ¡\ до а2, Постановка задачи имеет вид:

1 <^'. = 0, (д-и);<*<°о,

дН, дН.

-—и--

Л дх //0(цо", дх

дН,

1 дгН,

= 0, 0 <х<{р-и)1,

Я,(л:, О) = Я0, х>0 Нг(0,1) = Но,

Я, ((Л-и)/,г) = Я2 ((/?-«)/,*),

1 дНх

+ н\!л\

А

1 дН,

с=(С-и) I

с=(0-«)>

Рис. 5.

На рис. 5 показаны найденные распределения напряженности магнитного поля в магнетике для несжатого (г} = х'/х1 >0) и сжатого

(0 < р < 1) вещества для случая 7?, = = Л и параметров и/Б = 0.5, сг2 /с, = 1, А/И =4-

Вхождение ударной волны в магнетик генерирует систему двух одинаковых по величине, но противоположных по направлению токов (перед фронтом волны в несжатом веществе и в сжатом веществе). Направление протекающих токов зависит от характера изменения намагниченности. Абсолютная

величина тока растет при движении ударной волны до предельного значения, соответствующего

безграничному проводнику. При этом происходит пространственное расщепление токовых волн.

Строгие решения электродинамических задач о переходах диэлектрик-металл (№1-3), металл-металл (№4,5) и магнетик-магнетик (№6) подтверждают выводы качественного анализа, выявившего существование управляющих параметров Л,, ^, характерных электродинамических размеров X), х2 и времен , /2. Параметры Л,, ^ характеризуют решение класса электродинамических задач с ударными волнами.

Различие в масштабе и качестве электродинамических явлений в конденсированных веществах, с одной стороны, и газах (плазме), с другой, приводит к появлению ряда новых физических явлений, касающихся распределений магнитного поля и токов (токовые волны и их расщепление, образование деформируемой ударной волной системы ток-противоток, генерация поверхностных токов в определенные фазы движения ударной волны, мощный ток переносимый зоной ударного перехода, неравновесность магнитного поля при сжатии гетерогенных сред и т.д.). Многообразие электродинамических процессов, их внутренняя общность и существенные отличия от известных случаев позволяет рассматривать обнаруженные явления

как примеры своеобразного класса электродинамики сплошных сред.

В целом, в главе построены физические модели электродинамических процессов при переходах диэлектрик-металл, металл-металл, магнетик-магнетик в ударной волне. Найдены управляющие параметры, характерные времена и длины. Определена структура соответствующих токовых волн.

Основные результаты главы опубликованы в [12-17,20,21,24,26,27,32,34].

Глава 3. Ударно-индуцированный переход диэлектрик

(полупроводник) —* металл

Главы 3-5 посвящены экспериментальному исследованию материалов разных типов. Такое исследование имеет следующие цели: а) обоснование сформулированных в главе 2 электродинамических моделей (особенно, в части поведения электропроводности при сжатии); б) использование моделей для разработки новых экспериментальных методов диагностики состояния вещества; в) поиск и исследование перспективных материалов для управления потоками электромагнитной энергии (глава 6).

В главе 3 рассматриваются вещества, испытывающие ударно-индуцированный переход в металлическое состояние. Наиболее прямым методом исследования перехода является регистрация электропроводности. Для

измерения электропроводности а > 1 (Ом • см)"' используется схема

постоянного тока, в которой параллельно образцу подключается электрический шунт. Основной проблемой измерений в динамическом эксперименте является влияние индуктивности шунта и образца, что приводит к переходным электрическим процессам. Как указано в главе 1, для регистрации перехода диэлектрик-металл необходимо улучшить временное разрешение и верхний предел измерений на два порядка величины. В настоящей работе это достигается выбором конструкции ячейки, в которой шунт и образец максимально приближены, а также учетом переходных электродинамических процессов при движении ударной волны.

Схема измерений показана на рис. 6. Шунт (тонкая константановая фольга) накладывается на исследуемый образец и имеет с ним контакт по всей поверхности. К границе шунт-образец подсоединены электроды для регистрации напряжения. Первоначально электрическое сопротивление образца велико и весь ток протекает по шунту. При ударном сжатии ток перераспределяется между шунтом и приобретающим проводимость образцом.

На рис. 7 показаны характерные экспериментальные записи напряжения. Вхождение ударной волны в образец (метка А) сопровождается уменьшением напряжения, что свидетельствует о возникновении заметной проводимости. В зависимости от толщины и электропроводности образца использованы разные режимы измерений. Измерения максимально просты для тонкого образца (время движения ударной волны по образцу и время электромагнитной релаксации много меньше времени существования высокого давления). В этом

15

случае (см. рис. 7,а) регистрируются два электрически равновесных состояния (до сжатия и после окончания переходных процессов). Ситуация наиболее сложна, если образец толстый и высокопроводящий (время движения ударной волны и время электромагнитной релаксации в ячейке сравнимы со временем существования высокого давления). В этом случае регистрируется напряжение по мере движения ударной волны по образцу (рис. 7,6). Для нахождения электропроводности решается обратная краевая электродинамическая задача. Необходимо по напряжению с границы проводящей области найти коэффициент диффузии внутри области. С математической точки зрения такая проблема некорректна и не имеет единственного решения.

• '1

Диэлектрик

Образец

Шунт

Коаксиальный кабель

Осциллограф

{у-^г

м(

с— 1

№

ло

Осциллограф 500м

р!^ Индуктивный датчик Запуск

Рис. 6. Схема экспериментов по измерению электропроводности при переходе диэлектрик-металл в ударной волне: измерительная ячейка (а) и полная электрическая цепь (б).

б

0,0

Р, Я 14.8 ГПа

о- = (3.0±0.3) 1040м1см1

I

0,5

1,0 1,5 МКС

2,0

2,5

V, В 1,5

1.0

0,5 0,0

. 'А ' 1 —Ч14 51,1 г/см3||

\ \ №395

\ 4 А м х0=3.6 мм

N 2 ОьС!-^ с .

Рх = 13.1 ГПа

. сг = (9±1.8)-10э (Ом- см) 1

600 800

О 200 400 I, НС

Рис. 7. Экспериментальные записи напряжения (сплошные кривые) и модельные зависимости (пунктирные кривые) для монокристаллического (а) и порошкового (б) кремния. А - начало ударного сжатия, В - окончание переходных процессов, С - расчетный момент выхода волны на стенку.

Процедура решения обратной задачи основывается на ряде упрощающих предположений (одномерная геометрия электромагнитного поля, плоская ударная волна с неизменными параметрами, однородная электропроводность вещества за ударным фронтом). Это дает возможность использовать для анализа электродинамическую модель для системы проводник-вещество

(задача 3 из главы 2). В одномерном случае регистрируемое напряжение V(i) предельно просто связано с электрическим полем на границе фольги £(/): V{t)IVa=E(t)lE0. Для нахождения электропроводности экспериментальная запись сравнивается с набором модельных зависимостей E(t)/Ea,

соответствующих различным значениям неизвестной электропроводности а. Модельная зависимость E(t)jE0 , наилучшим образом согласующаяся с

экспериментальной зависимостью F(/)/F0, описывает эксперимент с

некоторой точностью, которая может быть оценена по степени расхождения кривых. Такая процедура позволяет измерять электропроводность ударно-сжатого вещества на уровне лучших металлов с погрешностью « 20%.

На рис. 7,6 пунктиром показаны три модельные кривые для разных значений однородной электропроводности. Средняя кривая соответствует

£Г = 9-103 (Ом-см)за исключением начального участка она практически сливается с экспериментальной записью V(t). Крайние кривые соответствуют

вариации электропроводности на 20%. На рис. 7,6 показаны также модельные зависимости, соответствующие неоднородной электропроводности вещества. Кривая 1 соответствует линейному росту от 0 до 2сг, а кривая 2 - линейному уменьшению электропроводности за ударным фронтом от 2сг до 0. Положение экспериментальной кривой F(i) относительно модельных зависимостей E{t)

свидетельствует об адекватности принятого в модели допущения об однородности электропроводности.

Ниже приводятся основные результаты экспериментального исследования металлизации ряда материалов.

Монокристаллический кремний. На рис. 8, а показаны результаты измерений электропроводности монокристалла при ударном сжатии и последующей разгрузке. Использовалась техника "тонкого" образца. При увеличении ударного давления Рх электропроводность кремния монотонно увеличивается более чем на пять порядков величины, достигая значения сг » 4.5-104 Ом "'см"1 при Рх ^ 23 ГПа. Временное разрешение измерений составляет « 200 не при максимальной электропроводности образца.

Зависимость lgсг(Рх) имеет два участка: резкий рост и "плато".

Электропроводность на "плато" соответствует металлическому состоянию кремния. Она не зависит от режима сжатия, наличия примесей и типа начальной проводимости образца. Пороговое давление металлизации составляет »10 ГПа ; большая часть образца металлизуется при «12 ГПа .

Характер полученной зависимости &{РХ) находится в качественном

согласии со статическими измерениями Банди и Каспера (Bundy F.P., Kasper

17

J.S. I I High Temp. - High Press. 1970, 2, 429-436.). Однако, электропроводность на "плато" при динамическом сжатии оказывается заметно меньше, чем при статическом сжатии. Оценки показывают, что влияние ударного нагрева мало, и различие в электропроводности обусловлено главным образом генерацией дефектов кристаллической структуры. Оценка концентрации точечных дефектов в ударно-сжатом металлическом кремнии приводит к величине 0.05 на атом кристаллической решетки. Это значение более чем на порядок величины превышает концентрацию дефектов в ударно-сжатых классических металлах и на пять порядков превышает равновесную концентрацию. Металлическое состояние кремния в ударной волне является высокодефектным и сильно неравновесным.

10! ? Ю4

J 10'

ь

10° ю" ю-2!

О 5 10 15 20 25 0 5 10 1 5 20

Рх, ГПа Р„. ГПа

Рис. 8. Электропроводность монокристаллического (а) и порошкового (б) кремния при ударном сжатии.

Измерения при разгрузке указывают на существенную асимметричность прямого и обратного перехода. Фаза высокого давления оказывается метастабильной для характерных времен ударно-волнового эксперимента.

Порошковый кремний. Результаты измерений электропроводности порошкового кремния показаны на рис. 8,6. Электропроводность монотонно увеличивается с ростом ударного давления. При Рх > 10 ГПа зависимость

о~(Рх) испытывает насыщение. Временное разрешение измерений составляет ~ 100 не и ограничено реверберацией ударной волны в шунте.

Как видно из рис. 8,а,б найденная электропроводность металлического кремния более чем на порядок превышает данные других авторов (Машимо, Колебурн), которые являются заниженными вследствие игнорирования переходных электродинамических процессов.

Сравнение данных, полученных при однократном и многократном сжатии, показывает, что проводимость при Рх > 10 ГПа носит металлический характер. Эксперименты с крупным порошком выявили гетерогенный характер проводимости. Сопоставление оценок температуры с фазовой диаграммой кремния привело к выводу, что механизмом металлизации порошка является

д

• ударное нагружение

— • — разгрузка

□ Coleburnefa/., 1972 V Rozenbetg, 1980 A Mashimo, 1984

н-cf- I ■ В-н ' — — статика, Bandy, 1970

_I_i_i_i_

104

В Ю3

10 101 10°

r-- , 1 ' 1 □^♦-Q-a :

_______________

/ . " " I ' Si, 1 г/см3|;

IL' ' , Л i • однократное сжатие □ многократное сжатие ] ♦ крупный порошок л Mashimo, 1984

плавление.

Селен. Зависимость электропроводности селена от ударного давления <т(Рж) (рис. 9,а) включает два участка: резкий рост, "плато" (Р>>21 ГПа). На

первом участке селен находится в полупроводниковом состоянии. Зависимость электропроводности от обратной температуры (рис. 9,6) свидетельствует, что ширина энергетической щели селена существенно уменьшается при сжатии. Электропроводность селена на "плато" составляет ~104 Ом"1 см'. Полное изменение электропроводности от начального состояния образца превышает 12 порядков величины. Время "включения" проводимости составляет (как и для кремния) <10 не. Это время на 9 порядков величины меньше чем в опытах при статическом сжатии.

а б

7-чЮ4 5 о

*5Ю2 О

. 10°

10"

10

| 1 1 '-г ' 1 ' 1 ' 1 • 1 А!

г ж -т» 1--1_ 1

\\fif ' 1 1 а 1

1 ■■■ • сплошной Бе

& ■ 3.1 г/см' ]

Г © ▲ 1.7 г/см' 1

г а О Кагнйа!., 1986 ^

! ш Д статика

г с& -.1.1.1 Оиппе1а1„ 1980 ] . 1 . 1 . 1 . ■

7 1°4 ,"102

¿10=

10"

10

, , ,-■■ | I , , 1 1 1 ]

Г Р =21 ГПа ^ -

• наши данные

О Каш е1а1., 1986

■1.1.1. \ е 1.1

2,5

5 10 15 20 25 30 35 ~ 0,5 1,0 1,5 2,0

Рх, ГПа 1000/Т, К"1

Рис. 9. Зависимость электропроводности селена от давления ударной волны для сплошных и порошковых образцов - а . Зависимость электропроводности сплошного селена от обратной температуры - б.

Эксперименты показали, что порошковый селен металлизуется при меньшем ударном давлении, чем сплошной. Сопоставление оценок температуры с фазовой диаграммой селена указывает, что порошок металлизуется в ударной волне в результате плавления. Вероятным механизмом металлизации сплошного селена также является плавление. Разгрузка ударно-сжатого селена сопровождается временным сохранением металлической фазы и задержкой обратного перехода.

Металлизация селена и кремния показывает очевидную качественную общность. Это позволяет рассматривать полученные результаты как характерные для ударной металлизации полупроводников.

Металлические порошки. Из-за плохого контакта между частицами и наличия оксидных пленок порошки многих металлов не обладают макропроводимостью при насыпной плотности. Ударное сжатие порошков приводит к появлению металлической проводимости.

На рис. 10 показаны полученные данные для порошков А1 трех плотностей. В отличие от полупроводников, зависимости сг(Рх} являются немонотонными.

100 1 ........ т 1 При ударном сжатии происходит

механическое разрушение

изолирующих пленок и термическое разложение парафиновых добавок (в порошках малой плотности). Пороговое давление металлизации составляет « 0.6 ГПа. Уменьшение электропроводности при большом давлении обусловлено большим температурным разогревом.

Электропроводность крупного рис. ю. порошка оказывается больше, чем для

мелкого. Это указывает на тепловую неравновесность крупных частиц, испытывающих лишь поверхностный нагрев. Анализ экспериментов с порошками А1, Mg, Бп, РЬ, Си, 81 показывает, что основным параметром, определяющим электропроводность, является относительная плотность ударно-сжатого порошка.

II lililí

О в 0

HSH

Диэлектрик

Исследуемое вещество

Диэлектрик

Электроды

8 6

СО

>4 2 О

1 1 1 1 1

- —L

N | Al, 0.37 г/см3! '

№ 987 1.1.

Осциллограф

1 2 t, МКС

Рис. 11. Магнитоэлектрическая схема измерений (а) и запись напряжения для трехэлектродной системы (б). Метками обозначены моменты прихода ударной волны на электроды А, В и диэлектрик Е.

Кинематические параметры волны металлизации. Помимо электропроводности, важными параметрами волны металлизации является массовая и волновая скорость. Методы прямой регистрации таких параметров для рассматриваемого класса материалов практически отсутствуют, поэтому была разработана специальная магнитоэлектрическая техника. В веществе располагается система тонких металлических электродов (рис. 11,а). Плоская ударная волна движется в поперечном магнитном поле и замыкает электроды АА. Эдс индукции е = иВ1 (В - магнитная индукция, / - расстояние между электродами) регистрируется осциллографом (рис. 11,6). Анализ показывает, что измеряемая массовая скорость и соответствует электромагнитному скин-слою *2=1!/10о(р~и) в сжатом веществе. Настоящая техника представляет

собой эйлеров датчик массовой скорости. Экспериментальная информация соответствует слою, который перемещается относительно материальных элементов среды. Приход волны на электрод В, соединенный с электродами АА, приводит к уменьшению регистрируемого напряжения, что позволяет по известной базе между электродами А и В найти волновую скорость D.

Найдены кинематические параметры волны металлизации для порошков Se и А1 различной плотности и размера частиц (рис. 12). Для порошка А1 плотности 0.37 г/см3 измеренные значения скорости хорошо соответствуют известным данным, полученным стандартным методом физики ударных волн - методом отражения. Это означает, что электропроводность порошка А1 появляется в волне несущей полное ударное давление. Таким образом, не подтверждается сообщение Новак (Novae В.М. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys., 2001,34, 174-176.) о металлизации порошка в упругом предвестнике. Для крупного порошка толщина скин-слоя оказывается меньше толщины зоны ударного перехода, что дает возможность найта фазу металлизации вещества в ударном переходе. Так, для порошка А1 с размером частиц a = 100-f-150 мкм включение проводимости происходит в зоне ударного перехода при плотности к 77% от плотности сжатого вещества.

Таким образом, выполненные исследования обнаружили металлизацию кремния, селена, ряда порошков при ударном сжатии. Ударно-индуцированная проводимость включается без заметной задержки (<100 не) и однородна по слою сжатого вещества. В целом, полученные экспериментальные данные подтверждают допущения, принятые в электродинамической модели главы 2. Разработаны методы измерения электропроводности, массовой и волновой скорости при ударном сжатии, основанные на учете переходных электродинамических процессов. Для исследованных веществ найдены зависимости электропроводности <х от давления ударной волны Рх. Определены параметры металлического состояния и его особенности, пороговое ударное давление, вероятные механизмы и фаза металлизации, поведение при разгрузке. Полученные данные необходимы для выбора режимов работы управляющих элементов мощных электромагнитных систем.

Основные результаты главы опубликованы в [7-10,13,14,20,21,23,25,35,36, 38-40].

1з

ЯГ

0

г

• 0.37 г/см1 ▲ 0.5 г/см1

■ 1.48 г/см'3=2СМ0

♦ 1.37 г/см5 а=100-160 -*• 1.23 г/см3 3=100-150 У Se. 3.1 г.см'_

2 3

и, км/с

Рис. 12.

Глава 4. Ударно-индуцированный переход металл —> металл (полупроводник)

В главе представлены результаты экспериментального исследования переходов в металлических образцах. Схема измерений отличается от рис. 6 отсутствием шунта (образец теперь проводящий). Как и в главе 3, в зависимости от толщины и электропроводности образца используются различные режимы измерений. Для тонкого образца регистрируется два электрически равновесных состояния (до сжатия и после окончания переходных процессов). Для толстого высокопроводящего образца электропроводность находится из решения обратной краевой задачи на магнитное поле. При решении обратной задачи используются электродинамические модели для переходов металл-металл, магнетик-магнетик, построенные в главе 2. На рис. 13 показаны характерные записи напряжения.

2

т

О О,:

0,5

т.0,4

>

0,3

0,2 -I

Рис. 13. Экспериментальные записи напряжения. Метками обозначены моменты входа (А) и выхода (В) ударной волны из образца, окончания переходных процессов (С).

Иттербий. Измерения электросопротивления иттербия выполнены на тонких фольгах. В отличие от известных работ, а) опыты проведены при двух начальных температурах образца (77°К и 290°К) и разных режимах нагружения, б) для объяснения данных используются оценки температуры и фазовая диаграмма иттербия. Результаты измерений показаны на рис. 14. Полученные данные свидетельствуют о двух фазовых переходах в иттербии, происходящих при и 2.2 ГПа (переход металл-полупроводник) и ~ 10 ГПа (плавление).

Р=2.2 ГПа Р/Й^З.в ■ Р=5ГПа

П/П,=2.1 С

2 0,4 0,6 0,8 1,0 ¿, МКС

- 1 ' в' 1 1 1 1 1 ' 1. А с

А 1

| Константан |

- №390

1 ^=0.5 мм 1,1.1.1

1,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, мкс

б в'

| Шубка|

№451

5^=5 мм

А_____—

0,5 1,0 1,5 2,0

1, МКС

1 г 1

А /\с

ш 0 > /1 80НХС | -

-1 - , 1 № 795 \ / 5^=0.35 мм -

-2 -

0,6 0,8 1,0 1, МКС 1,2

R/R

10

i ^ J R^o (77 К) 20

- ij-^ i 8 о

у? ^¿i л-+ • R,^ (Т„=290К) О Fy^ (Т0=290 К) Д с зазором (Т0=290 К) ■ R,'R„(T0=77K) + Павловский, 1977 X Постов, 198S V Gupta, 1985 ---оценка R^Rjj

0 5 10 15

Рис. 14. Электросопротивление иттербия при однократном и

двухкратном (1*2/Ко ) ударном сжатии. Левая шкала ординат

соответствует Т0 = 290 К, правая шкала - Т0 = 77 К.

Р„, ГПа

Никелевая губка. Высокопористая никелевая губка (плотность • 0.19 + 0.57 г/см3 ) представляет собой неклассический материал со сложным поведением. При движении ударной волны электросопротивление губки увеличивается до 140 раз. Запись напряжения удовлетворительно описывается моделью скачкообразного изменения электропроводности. Поведение напряжения после выхода ударной волны на стенку свидетельствует, что состояние сжатой губки является существенно гетерогенным и неравновесным. В объеме образца остается множество проводящих областей, разделенных зонами относительно малой проводимости. В веществе за время порядка нескольких микросекунд происходят процессы установления термодинамического равновесия, активное перемешивание и расширение высоконагретого материала.

Константан. С помощью электродинамической модели ударного сжатия

проводника (задача 5 из главы 2) и процедуры решения обратной краевой задачи (близкой к описанной в главе 3), найдена электропроводность константана при однократном ударном сжатии (см. рис. 15). Взаимное расположение точек для однократного и многократного ударного сжатия, а также статического сжатия согласуется с имеющимися

представлениями о влиянии на электропроводность нормальных металлов ударно-индуцированных дефектов

структуры и температурного нагрева. Изменение электропроводности константана мало, что делает удобным использование константана в качестве материала шунта.

Магнитомягкий сплав 80НХС. В экспериментах с магнитным сплавом зарегистрированы разнополярные сигналы сложной формы (рис. 13,г). Записи

о

1,0

i

i

0,8

■ наши данные (однократное сжатие) -О - Дремин, 1972 (многократное сжатие) -Д-Си, Брцджмен, 1948

-1-1_1_,_I_,_I_

10

20

30 ГПа

40

Рис. 15.

напряжения качественно объяснены с помощью электродинамической модели ударного сжатия магнетика (задача 6 из глава 2). Сделан вывод, что сплав испытывает быстрое ударно-индуцированное размагничивание. Вероятным механизмом размагничивания является фазовый переход II рода, обусловленный ударным нагревом и снижением температуры Кюри при сжатии.

Результаты главы свидетельствуют, что электродинамические модели, предложенные в главе 2, применимы (с учетом ряда оговорок) для ударно-сжимаемых проводников. Разработаны новые методы диагностики ударно-волновых явлений, основанные на учете переходных электродинамических процессов. Методы позволили получить новые данные о физическом состоянии проводящих материалов (иттербий, никелевая губка, константан, магнитомягкий сплав 80НХС) при ударном сжатии.

Основные результаты главы опубликованы в [9,11,14,27,34].

Глава 5. Детонационные волны проводимости

В главе излагаются результаты экспериментального исследования детонационной проводимости для ВВ богатых углеродом, смесей ВВ/метапл и металлической губки, заполненной ВВ. Обычно считается, что электропроводность продуктов детонации конденсированных ВВ относительно невелика и составляет - 1ч-10 Ом"1 - см"1. Целями исследования был поиск зон высокой проводимости в детонации и определение структуры проводимости. Использовалось несколько схем измерений, отличающихся расположением электродов, шунта и направлением распространения детонации.

ВВ богатые углеродом. Применялась адаптированная схема из главы 3 (рис. 6), в которой размеры образца были увеличены, а ширина шунта

уменьшена. Для данной ячейки отсутствуют краевые эффекты растекания тока, которые являются главной проблемой в известных схемах измерений детонационной проводимости.

Своеобразной платой за временное разрешение (~30 не) является худший контроль над степенью стационарности детонации. Давление инициирующей ударной волны в литом тротиле превышало давление Чепмена-Жуге, что позволяло рассчитывать на малую длительность перехода ударной волны в детонацию. Из записи напряжения (рис. 16) следует, что электропроводность продуктов детонации неоднородна. К фронту волны примыкает высокопроводящая зона, вне этой зоны электропроводность значительно меньше. Характерные значения

^ МКС

Рис. 16.

электропроводности в двух зонах составляют: сг,-2-Ю2 Ом'1-см"1 и сг2 » 35 Ом"1 - см'1 для литого тротила, ~ 35 Ом"1 - см"1 и а2 » 6 Ом"1 - см'1 для

сплава тротил/гексоген (ТГ) 50/50.

Пространственная неоднородность электропроводности подтверждена в опытах, где направление распространения детонации было противоположным и на шунт с электродами приходила волна близкая к стационарной. В этом случае для анализа отклика привлекалась электродинамическая модель, учитывающая диффузию поля в толстом проводящем слое.

Область высокой электропроводности пространственно соответствует зоне химической реакции. Подобное качественное поведение ранее наблюдалось для гексогена, тэна, октогена, тетранитрометана, РВХ-9501 (эксперименты Ершова А.П., Антипенко А.Г., Таскера Д.). Накопленная информация позволяет утверждать, что сложная структура проводимости характерна для детонации ВВ, а область высокой электропроводности соответствует зоне химической реакции. Отметим, что двухзонная структура проводимости обнаружена лишь в экспериментах с достаточным временным разрешением.

Анализ показывает, что для ВВ богатых углеродом существует корреляция между электропроводностью (в зоне химической реакции и вне ее) и количеством конденсированного углерода, выделяемого к точке Чепмена-Жуге (вычислено по модели Брикли-Кистяковского-Вильсона). Корреляция впервые отмечена Хейзом (Hayes В. // Proc. 4th symp. on detonation. ONR, ACR-126, 1967. P. 595-601) для высокопроводящей зоны. Это означает, что для таких ВВ природа электропроводности обусловлена выделением углерода.

ВВ с металлическими добавками. Выполнены измерения детонационной проводимости смесей октоген/А1, гексоген/А1, окгоген/Si, октоген/Си. Характерная запись напряжения показана на рис. 17. Здесь же приведен результат электродинамического моделирования, выполненного в предположении однородной электропроводности. Из записи следует, что проводимость неоднородна по толщине и сосредоточена, главным образом, в слое, примыкающем к детонационному фронту. Этот вывод подтверждают опыты с использованием разных схем измерений.

Рис. 17. Экспериментальная запись напряжения (сплошная кривая), модельная зависимость для однородной

электропроводности (штриховая кривая). Метками отмечены моменты вхождения ударной волны в диэлектрическую пластину (А), входа инициирующей волны в ВВ (В), прихода детонации на стенку (С).

Ширина высокопроводящей зоны растет при увеличении количества добавки. Для смесей с большим содержанием добавки (около 60%) кроме зоны высокой электропроводности регистрируется также нарастающая область относительно низкой электропроводности. При выходе на диэлектрическую стенку высокопроводящий слой исчезает и сопротивление определяется обширной областью с малой электропроводностью. При увеличении размера частиц А1 сопротивление высокопроводящей зоны растет, а электропроводность и толщина зоны уменьшаются. При выходе детонации на диэлектрическую стенку потеря проводимости происходит быстрее для смесей с большим размером частиц.

Полученные экспериментальные данные о структуре детонационной проводимости, влиянии массового содержания добавки и размера частиц на электрические параметры свидетельствуют о физико-химическом взаимодействии добавки с продуктами детонации. Такой вывод подтверждают сложные профили давления в смесях, зарегистрированные при помощи манганинового датчика. Возникновение на поверхности металлических частиц плохопроводящего оксидного слоя приводит к резкому росту макроскопического сопротивления смеси. Окисление крупных частиц (обладающих меньшей суммарной поверхностью) протекает быстрее. Взаимодействие металлической добавки с продуктами детонации заметно на времени -100не, а за время ~1мкс образующийся плохопроводящий слой почти полностью блокирует протекание тока.

Металлическая губка, заполненная взрывчатым веществом. Никелевая губка с крупной ячейкой (-2 мм) заполнялась ВВ. Детонация образца

сопровождается необратимым ростом электрического сопротивления в >102 раз за время -0.3 мке (рис. 18). Распространение детонационной волны приводит к множественным механическим разрывам тонких металлических перемычек, составляющих элементарную ячейку губки. Наиболее резкое изменение сопротивления образца происходит при разрушении последнего слоя перемычек. Сопротивление губки в сжатом состоянии не зависит от начального сопротивления образца и определяется продуктами детонации ВВ.

Таким образом, экспериментальные исследования, выполненные, в том числе, с использованием развитой электродинамической модели, выявили сложную структуру детонационной проводимости в ВВ богатых углеродом и смесях ВВ/металл. К фронту детонации в этих составах примыкает зона высокой электропроводности. Зарегистрированная электропроводность является экстремально высокой (более чем на порядок превышает известные

26

1, МКС

Рис. 18.

значения). Детонация ВВ, заполняющего металлическую губку, наоборот, генерирует зону низкой проводимости. Переносимые детонационной волной зоны высокой или низкой проводимости представляют собой интересный физический объект.

Основные результаты главы опубликованы в [28-30,33,37].

Глава 6. Управление потоками электромагнитной энергии при помощи волн проводимости

Экспериментальные исследования, выполненные в главах 3-5, показали, что волны сжатия в материалах разных типов генерируют резкие изменения электропроводности. Переносимые ударной или детонационной волной зоны высокой или низкой проводимости могут быть использованы для управления потоками электромагнитной энергии. В главе 6 излагаются результаты применения волн проводимости для генерации высоких плотностей электромагнитной энергии и коммутации электрического тока. Для выбора материалов, режимов их работы, построения электродинамических моделей процессов использованы полученные выше экспериментальные данные.

Ударно-волновой метод магнитной кумуляции. В первоначально непроводящем веществе с поперечным магнитным полем Ва создается замкнутая конфигурация сходящихся ударных волн (рис. 19). При ударном сжатии вещество приобретает высокую электропроводность. Индукционные токи в сжатом веществе усиливают осевое магнитное поле. Таким образом в области схождения ударных волн генерируется большое магнитное поле.

При ряде упрощающих допущений (нулевая толщина ударного фронта, бесконечная электропроводность вещества, постоянное отношение массовой и волновой скорости м/£>) можно найти магнитное поле В, магнитный поток Ф и энергию магнитного поля 1¥т в полости

Рис. 19.

Ударно-волновой

Ф(г) = Ф0

У

кумуляции

\2--1

Л о

Ч')

(14)

и

имеет

следующие

метод магнитнои

преимущества по сравнению с известным методом генерации поля посредством схлопывания металлической оболочки: а) введение начального магнитного потока в полость практически мгновенно; б) вещество на границе проводник-поле постоянно обновляется, поэтому рост МГД-неустойчивостей подавлен;

в) упрощение системы инициирования и уменьшение массы заряда ВВ;

г) рабочее вещество выполняет функцию защиты центральной области от

струй.

Особенностью сжатия магнитного потока ударными волнами является то, что граница металлизующегося вещества движется со скоростью ударной волны О , а работу против сил магнитного давления осуществляет вещество, имеющее скорость и . Разница между скоростями Они приводит к тому, что часть магнитного потока остается в металлизующемся веществе и теряется для процесса магнитной кумуляции. Оставшаяся часть потока вытесняется в область перед ударным фронтом. Согласно (14), для получения высоких конечных параметров необходимо использовать сильносжимаемые вещества, для которых отношение и//) больше.

Разработаны ударно-волновые генераторы нескольких типов, отличающиеся формой области с веществом и геометрией системы ударных волн. На рис. 20 показан генератор, продемонстрировавший наибольшую эффективность. Начальное магнитное поле создавалось катушками Гельмгольца, расположенными с обеих сторон устройства. Детонатор инициировал 6 отрезков пластичного ВВ. Детонация подводилась к точкам А (рис. 20,а) пластичного ВВ 1, имевшего форму кольца, далее распространялась по цилиндрическим каналам 2 и основному заряду ВВ 3. Выход ударной волны в порошок 4 приводил к замыканию зазоров между медными фольгами 5 и созданию замкнутой проводящей полости. Схождение квазицилиндрической ударной волны приводило к усилению магнитного поля на оси системы. На рис. 21 приведена запись магнитного поля в генераторе. Диаметр области порошка составил 99 мм, диаметр измерительного узла - 4 мм, масса ВВ - 1 кг. Начальное магнитное поле 43 кГс, время работы генератора 16 мкс, коэффициент усиления 88, максимальное магнитное поле 3.8 МГс (380 Т).

Рис. 20. Ударно-волновой генератор сверхсильных магнитных полей: схема (а), устройство во взрывной камере (б). 1 - пластичное ВВ, инициируемое в точках А, 2 - каналы со вспомогательным ВВ, 3 - основной заряд ВВ, 4 -порошок, 5 -медные фольги, 6 - измерительный узел.

Полученные результаты свидетельствуют о работоспособности метода. Для порошков А1, Си зарегистрирована эффективная магнитная кумуляция. Достигнуты коэффициенты усиления шля »102, что свидетельствует о хорошей устойчивости системы сходящихся ударных волн. Максимальное магнитное поле составило 6.7 МГс. В нескольких опытах получено магнитное поле около 4 МГс, что соответствует плотности электромагнитной энергии ~ 6-Ю4 Дж/см3 (в 7 раз больше плотности энергии химического ВВ).

а б

Рис. 21. Экспериментальная запись магнитного поля (сплошная кривая) и модельная зависимость (пунктирная кривая): полная запись (а) и ее конечный участок (б). А - расчетный момент прихода ударной волны на датчик.

Анализ результатов показывает, что степенная зависимость для поля (14) может быть неплохим приближением в ряде случаев. Для эффективной кумуляции порошок должен быть достаточно мелким. Размер частиц а (определяющий толщину зоны ударного перехода) должен быть меньше толщины скин-слоя в металлизующемся веществе a<lj/j0<j(D- и) .

МГД-модель ударно-волновой магнитной кумуляции. Разработана МГД-модель кумуляции в металлических порошках. В отличие от известных моделей кумуляции (Трубачев A.M., Биченков Е.И., Нагаяма К., Тыл (Tyl J.) и др.), настоящая модель учитывает сжимаемость и электропроводность вещества за ударным фронтом. Модель использует следующие основные положения: а) для порошка используется уравнение состояния Оха-Персона (Oh К.Н., Persson P.A. // J. Appl. Phys., 1989, 65, 3852-3856); б) размер частиц порошка пренебрежимо мал; в) электропроводность вещества включается скачком при сжатии и далее остается неизменной.

Одномерное МГД-моделирование кумуляции выполнено при помощи компьютерного пакета МАГ, разработанного в РФЯЦ ВНИИЭФ. Параметры моделирования (размеры системы, материалы, тип ВВ, начальное поле) соответствовали проведенным экспериментам. Толщина зоны ударного перехода, определяемая размером счетных ячеек и искусственной вязкостью,

выбиралась малой, чтобы магнитное поле было непрерывным при переходе через зону. Использовалось значение электропроводности вещества

ст = 104 (Ом • см) ', которое в среднем описывает эксперименты с алюминиевой пудрой ПАП-1 (см. главу 3). Модельная зависимость поля в генераторе (пунктирная кривая на рис. 21) хорошо согласуется с экспериментальной записью вплоть до прихода ударной волны на датчик. Это означает, что построенная модель кумуляции является адекватной.

Процесс магнитной кумуляции развивается следующим образом. В начале массовая скорость и давление на ударном фронте уменьшаются вследствие разгрузки продуктов детонации. В дальнейшем, гидродинамическая кумуляция приводит к перераспределению кинетической энергии от внешних слоев сжатого вещества к внутренним, вследствие чего массовая скорость на фронте волны увеличивается. При приближении к оси магнитное поле быстро растет, ударная волна тормозится давлением поля и практически останавливается. Магнитное поле на оси достигает максимума и далее уменьшается за счет диффузии. При этом одна часть вещества может двигаться к оси с малой скоростью, другая же часть начинает возвратное движение.

Настоящая модель позволяет объяснить следующие парадоксы магнитной кумуляции: а) увеличение начального магнитного поля или размера генератора приводит к уменьшению максимального магнитного поля, б) увеличение электропроводности вещества приводит к уменьшению максимального магнитного поля. В частности, контролируемые потери магнитного потока в кумулирующей области могут быть полезны для получения большего магнитного поля, достигаемого в меньшем объеме.

Модель позволяет оптимизировать кумулятивную систему с целью получения больших магнитных полей. Анализ показывает, что при ограничениях на массу и удельное содержание энергии ВВ перспективным является уменьшение масштаба системы. Моделирование указывает на возможность получения в этих условиях поля до 10 МГс.

Кумуляция магнитного поля детонационной волной. Замкнутая система детонационных волн в смесях ВВ/металл может производить захват и компрессию магнитного потока. Такой способ кумуляции, уступая в эффективности ударно-волновому методу, отличается энергетической автономностью. Использование детонации как самоподдерживающегося процесса дает свободу в выборе геометрии сжатия и ее трансформации в процессе схлопывания, что невозможно или затруднено в известных методах. Кумуляция магнитного потока детонационной волной экспериментально зарегистрирована на смеси октоген/А1 60/40. Эффективность работы детонационного генератора ограничена невысокими значениями и/Б («0.25 для классических ВВ) и магнитного числа Рейнольдса проводящей области Яет = /и0стих0 и 0.4 (х0 - размер области).

Коммутация электрического тока при помощи волн проводимости.

Волны проводимости, генерируемые ударными или детонационными волнами, могут быть использованы для коммутации электрического тока. Достоинства коммутатора, работающего на этом принципе, состоят в следующем: 1) прерывание тока происходит без физического разрыва цепи, следовательно, отсутствуют условия для образования дуг; 2) наличие высокого давления и плотного вещества в области разрыва цепи обеспечивает высокую электрическую прочность при выключении; 3) время коммутации определяется временем прохождения волны по рабочему веществу (а также временем фазового перехода) и может быть весьма малым (десятки наносекунд для тонких образцов); 4) возможность совмещения в одном устройстве функций включения и выключения тока.

Для целей коммутации могут быть использованы разобранные выше переходы. С помощью перехода диэлектрик-металл в ударной волне легко, выполняется замыкание тока. Размыкание тока производится в волне разрежения. В модельных экспериментах с порошком кремния ток 50 кА выключался за время ~3 мкс. Сопротивление коммутатора в замкнутом состоянии оценивается ~1 мОм, в разомкнутом > 4 Ом .

Возможности использования перехода металл-полупроводник более ограничены. В экспериментах с иттербием при плотности тока к 105 А/мм2 зарегистрировано увеличение электросопротивления в 25 раз. Перестройка сопротивления ограничена температурным нагревом вследствие ударного сжатия и джоулева тепла, рассеиваемого коммутатором.

Коммутаторы с переходом рабочей среды из одной упорядоченной

структуры в дру1ую могут оперировать с ограниченной энергией, что связано с теплотой соответствующего фазового перехода. Более перспективно для целей коммутации использование перехода вещества в состояние с большей степенью неупорядоченности. В этом случае рассеиваемая коммутатором энергия "работает" в правильном направлении, приводя лишь к "обострению" коммутации. Подобный переход наблюдается, например, в металлической губке, пропитанной литым ВВ. В эксперименте ток /т=11кА разомкнут за время «1.5мкс (рис.22). Сопротивление коммутатора в замкнутом состоянии оценивается ~3 мОм, в разомкнутом «0.4Ом.

Такой способ коммутации сочетает большую скорость переключения, определяемую фазовой скоростью волны, и высокую электрическую прочность коммутатора в разомкнутом состоянии, характерную для продуктов детонации конденсированных ВВ. Последовательная концентрация тока в несжатой

I мкс

Рис. 22.

области может приводить к ускорению выключения тока.

Таким образом, в главе показаны возможности использования волн проводимости для получения сверхсильных магнитных полей и коммутации электрического тока. Построена адекватная физико-математическая модель ударно-волновой магнитной кумуляции.

Основные результаты главы опубликованы в [1-6,9,14,18,19,22,31,41-44].

Основные научные результаты диссертации.

1. Построены физические модели электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированного вещества. Найдены управляющие электродинамические параметры, характерные времена и длины, специфичные для ударного сжатия. Определена структура токовых волн при переходах диэлектрик-металл, металл-металл, магнетик-магнетик в ударной волне. Многообразие электродинамических процессов, их внутренняя общность и существенные отличия от известных случаев позволяет рассматривать обнаруженные явления как примеры своеобразного класса электродинамики сплошных сред.

2. Разработаны электромагнитные методы исследования конденсированного вещества при ударном сжатии, основанные на учете переходных электродинамических процессов. Посредством регистрации электропроводности, массовой и волновой скорости определены характеристики физического состояния ряда веществ и материалов (кремний, селен, иттербий, никель, константан, порошки металлов, сплав 80НХС, взрывчатые вещества и др.) в ударных и детонационных волнах. В частности, найдены пороговое давление металлизации и параметры металлического состояния, зависимости электропроводности от давления ударной волны, вероятные механизмы переходов, особенности поведения вещества при сжатии и разгрузке.

3. Разработаны методы управления потоками электромагнитной энергии с использованием волн проводимости, генерируемых ударными и детонационными волнами, в том числе, ударно-волновая техника генерации сверхсильных магнитных полей и соответствующих плотностей электромагнитной энергии, техника кумуляции магнитного поля детонационной волной, коммутация электрического тока.

Таким образом, в результате выполнения диссертации разработаны теоретические основы электродинамики ударно-волновых процессов в конденсированных средах. Развитые модели электродинамических процессов являются фундаментальной базой для построения новых технологий измерений, диагностики ударно-индуцированных превращений, исследования физического состояния конденсированного вещества, управления потоками электромагнитной энергии и увеличения генерируемых плотностей энергии.

Список публикаций, содержащих основные результаты работы

1. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Получение сильных магнитных полей ударными волнами в веществе // Письма в ЖТФ. 1982. Т. 8, вып. 15. С. 914-917.

2. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Получение сильных магнитных полей МК-генераторами на пористом веществе// ПМТФ. 1983. №. 5. С. 37-41.

3. Биченков Е. И., Гилев С. Д., Трубачев А. М. Ударно-волновые МК-генераторы // Сверхсильные магнитные поля: Физика. Техника. Применение: Тр. 3-й Междунар. конф. по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам, г. Новосибирск, 13-17 июня 1983 г. / Под ред. В.М. Титова, Г.А. Швецова. М.:..Наука, 1984. С. 88-93.

4. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Использование ударных волн для генерации сверхсильных магнитных полей // Электромеханические преобразователи энергии. Киев: Наукова думка, 1986. С. 113-115.

5. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Рябчуи А.М., Трубачев A.M. Ударно-волновой' метод генерации мегагауссных магнитных полей // ПМТФ. 1987. № 3. С. 15-24.

6. Bichenkov E.I., Gilev S.D., Ryabchun А.М., Trubachev A.M. Shock-wave method for generation of megagauss magnetic fields // Megagauss Technology and Pulse Power Application. Proc. of 4-th Intern, conf. on megagauss magnetic field generation and related topics. / C.M. Fowler, R.S. Caird, D.J. Erickson (Eds). N.Y., L.: Plenum Press, 1987. P. 89-105.

7. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Измерение высокой электропроводности кремния в ударных волнах // ПМТФ. 1988. № 6. С. 61-67.

8. Гилев С.Д., Трубачев А.М. Метод измерения электропроводности вещества в ударных волнах // 4-ое Всесоюзное совещание по детонации. Доклады. Черноголовка, 1988. Т. 2. С. 8-12.

9. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Трубачев А.М. Ударно-индуцированные волны проводимости в электрофизическом эксперименте // ПМТФ. 1989. №. 2. С. 132-145.

10. Гилев С.Д. Электромагнитные эффекты в измерительной ячейке для исследования электрических свойств ударно-сжатых веществ // ФГВ. 1994. № 2. С. 7176.

11. Гилев С. Д. Электрические свойства высоко пористой никелевой губки в ударной волне // ЖТФ. Т. 65, вып. 6.1995. С. 84-93.

12. Гилев С.Д. Ударно-индуцированные волны проводимости в металлических образцах// ФГВ. 1995. № 4. С. 109-116.

13. Gilev S.D. Electromagnetic methods for investigation of chemical and phase transformations of solids in a shock wave //Metallurgical and Material Applications of ShockWave and High-Strain-Rate Phenomena. Proc. of the intern, conf. / L.E. Murr, K.P. Staudhammer, M.A. Meyers (Eds). 1995. Amsterdam: Elsevier. P. 785-792.

14. Gilev S.D., Trubachev A.M. Shock-induced conduction waves in solids and their applications in high power systems // Shock Compression of Condensed Matter - 1995. Proc. of the conf of the Amer. Phys. Soc. Topical Group on shock compression of condensed matter / S.C. Schmidt, W.C. Tao (Eds). AIP Conference Proceedings 370. Woodbury, N.Y.: AIP Press, 1996. Part 2. P. 933-936.

15. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Токовая волна при ударном сжатии вещества в магнитном поле II ЖТФ. 1996. Т. 66, вып. 5. С. 1-9.

16. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитные процессы в системе проводников, формируемой ударной волной И ЖТФ. 1996. Т. 66, вып. 10. С. 109-117.

17. Гилев С.Д. Ударно-индуцированные волны проводимости в проводнике, помещенном во внешнее магнитное поле // ФГВ. 1996. № 6. С. 116-122.

18. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Рябчун A.M., Трубачев А.М. Сжатие магнитного поля ударно-индуцированными волнами проводимости в высокопористых материалах // ПМТФ. 1996. Т. 37, № 6. С. 15-25.

19. Гилев С.Д. Коммутация тока детонационной волной в металлической губке // ЖТФ. 1997. Т. 67, вып. 1. С. 122-124.

20. Gilev S.D., Mihailova T.Yu. The development of a method of measuring a condensed matter electroconductivity for investigation of dielectric-metal transitions in a shock wave // Journal de Physique IV. 1997. V. 5. Colloque C3, Supplement au Journal de Physique III, n 7. 5th Intern. Conf. on mechanical and physical behaviour of materials under dynamic loading. Les Editions de Physique. P. C3-211-216.

21. Гилев С.Д. Влияние проводимости ударно-сжимаемого вещества на электромагнитный отклик системы проводников, формируемой ударной волной // ФГВ. 1997. №4. С. 128-136.

22. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Рябчун А.М., Трубачев A.M. Ударно-волновая кумуляция магнитного поля. Предельные возможности метода // Мегагауссная и мегаамперная импульсная технология и применения. Тр. 7-й межд. конф. по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам / Под ред. В .К. Чернышева, В.Д. Селемира, JI.H. Пляшкевича. Саров: ВНИИЭФ, 1997. Т. 1. С. 121128.

23. Gilev S.D., Trubachev A.M. A Study of Semiconductor-Metal Transition in Shocked Monocrystal Silicon // Shock Compression of Condensed Matter - 1997. Proc. of the Conf. of the Amer. Phys. Soc. Topical Group on shock compr. of cond. matter / S.C. Schmidt, D.P. Dandekar, and J.W. Forbes (Eds). AIP Conference Proceedings 429. Woodbury, N.Y.: AIP Press, 1998. P. 777-780.

24. Гилев С.Д. Токовые волны, генерируемые ударным сжатием конденсированного вещества в магнитном поле // Химическая физика. 1998. Т. 17, № 2. С. 38-51.

25. Gilev S.D., Trubachev A.M. Metallization of Monocrystalline Silicon under Shock Compression // Physica Status Solidi (b). 1999. V. 211, N 1. P. 379-383.

26. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитное поле и токовые волны в проводнике, сжимаемом ударной волной в магнитном поле // ФГВ. 2000. Т. 36, № 6. С. 153-163.

27. Гилев С.Д. Применение электромагнитной модели для диагностики ударно-волновых процессов в металлах// ФГВ. 2001. Т. 37, № 2. С. 121-127.

28. Гилев С.Д., Трубачев А.М. Высокая электропроводность продуктов детонации тротила//ЖТФ. 2001. Т. 71, вып. 9. С. 123-127.

29. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Электропроводность продуктов детонации тротила // Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны. Тр. Межд. конф. III Харитоновские тематические научные чтения / Под ред. А.Л. Михайлова. Саров: ВНИИЭФ, 2002. С. 59-64.

30. Гилев С.Д., Трубачев AM. Детонационные свойства и электропроводность смесей взрывчатых веществ с металлическими добавками // ФГВ. 2002. Т. 38, № 2. С. 104-120.

31. Гилев С.Д., Трубачев А.М. Генерация магнитного поля детонационной волной II ЖТФ. 2002. Т. 72, вып. 4. С. 103-106.

32. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитное поле при ударном сжатии проводника с током // ЖТФ. 2002. Т. 72, вып. 7. С. 21-27.

33. Gilev Sergey D., Trubachcv Anatoliy M. Study of Physical-Chemical Transformations in Detonation Wave by the Electric Conductivity Method // 12th Symposium (Intern.) on detonation, August 11-16, 2002, San Diego, CA. ONR 333-05-2. 2005. P. 240248.

34. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитное поле при ударном сжатии проводящего магнетика // ФГВ. 2003. Т. 39, № 6. С. 107-118.

35. Gilev S.D., Trubachcv А.М. Metallization of silicon in a shock wave: metallization threshold and ultrahigh defect densities // Journal of Physics: Condensed Matter. 2004. V. 16, N46. P. 8139-8153.

36. Гилев С.Д. Электропроводность металлических порошков при ударном сжатии // ФГВ. 2005. Т. 41, № 5. С. 128-139.

37. Гилев С.Д., Анисичкин В.Ф. Исследование взаимодействия алюминия с продуктами детонации // ФГВ. 2006. Т. 42, № 1. С. 120-129.

38. Гилев С.Д. Металлизация селена при ударном сжатии // ЖТФ. 2006. Т. 76, вып. 7. С. 41-47.

39. Гилев С.Д. Электродный датчик - инструмент для исследования ударного сжатия и металлизации вещества// ФГВ. 2007. Т. 43, № 5. С. 116-125.

40. Gilev S.D. Magnetoelectrical technique for studying the insulator-metal transition under shock compression // Journal of Physics D: Applied Physics. 2007. V. 40, N 15. P. 4631-4635.

41. Гилев С.Д. Экспериментальное исследование ударно-волновой магнитной кумуляции // ФГВ. 2008. Т. 44, № 2. С. 106-116.

42. Gilev S.D. Model of shock-wave magnetic cumulation // Journal of Physics D: Applied Physics. 2009. V. 42. N 2. 025501 (6 pp).

43. A.c. №1039404 СССР. МКИ H 01 H 39/00. Взрывной переключатель / С.Д. Гилев, А.М. Трубачев // Открытия. Изобретения. 1989. №31 (приоритет от 16.07.81, зарегистрировано в Госреестре 03.05.83).

44. А.с. №1052104 СССР. МКИ Н 01 Н 39/00. Взрывной переключатель / С.Д. Гилев, A.M. Трубачев // Открытия. Изобретения. 1989. №31 (приоритет от 16.07.81, зарегистрировано в Госреестре 01.07.83).

Подписано в печать 11.06.2009 Формат бумаги 60x84 1/16 Тираж 100 экз.

Заказ № 11 Объем 2 п.л. Бесплатно

Отпечатано на полиграфическом участке Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. акад. Лаврентьева, 15

Введение

Глава 1. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ СЖАТИИ

1.1. Ударно-индуцированная проводимость конденсированного вещества

1.2. Методы и схемы измерения электропроводности

1.3. Электропроводность продуктов детонации конденсированных ВВ

1.4. Методы создания и управления потоками электромагнитной энергии высоких плотностей

Глава 2. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА УДАРНО-СЖИМАЕМЫХ ПРОВОДНИКОВ

2.1. Токовые волны при ударном сжатии проводника

2.2. Структура тока в металлизующемся веществе

2.3. Влияние фазы включения проводимости на структуру тока

2.4. Система проводник - металлизующееся вещество

2.5. Ударно-сжимаемый проводник в магнитном поле

2.6. Ударно-сжимаемый проводник с током

2.7. Ударно-сжимаемый магнетик

2.8. Особенности электродинамических процессов при ударном сжатии 72 Выводы по главе

Глава 3. УДАРНО-ИНДУЦИРОВАННЫЙ ПЕРЕХОД ДИЭЛЕКТРИК (ПОЛУПРОВОДНИК) -»• МЕТАЛЛ

3.1. Измерение электропроводности при переходе диэлектрик - металл

3.2. Металлизация монокристаллического кремния

3.3. Порошковый кремний

3.4. Селен

3.5. Металлические порошки

3.6. Магнитоэлектрическая диагностика металлизации вещества 124 Выводы по главе

Глава 4. УДАРНО-ИНДУЦИРОВАННЫЙ ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ -> МЕТАЛЛ

4.1. Измерение электропроводности при переходе металл - металл

4.2. Иттербий

4.3. Высокопористая никелевая губка

4.4. Константан 144 4.5 Магнитомягкий сплав 80НХС 147 Выводы по главе

Глава 5. ДЕТОНАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ ПРОВОДИМОСТИ

5.1. Регистрация детонационной проводимости

5.2. Тротил

5.3. Взрывчатые вещества с металлическими добавками

5.4. Металлическая губка в детонационной волне 170 Выводы по главе

Глава 6. УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ПОМОЩИ ВОЛН ПРОВОДИМОСТИ

6.1. Ударно-волновой метод магнитной кумуляции

6.2. Экспериментальное исследование кумуляции

6.3. МГД-модель ударно-волновой магнитной кумуляции

6.4. Кумуляция магнитного поля детонационной волной

6.5. Коммутация электрического тока 197 Выводы по главе

Ударные волны широко используются для получения и исследования экстремальных состояний конденсированного вещества при высоких давлениях и температурах [1,2]. При сильном сжатии в веществе протекают фазовые переходы и химические реакции, синтезируются новые материалы с уникальными физико-химическими свойствами; часть внутренней энергии может выделяться и использоваться для различных целей. Ударное сжатие приводит к кардинальным изменениям электрических и магнитных свойств материалов (переходы диэлектрик-металл, металл-диэлектрик, ферромагнетик-парамагнетик) и генерации неидеальной плазмы. Явление металлизации диэлектриков при большом давлении играет значительную роль для построения моделей магнетизма планет (особенно гигантских). Данные о состоянии вещества при высоких плотностях энергии необходимы для прогнозирования результатов экстремальных импульсных воздействий на материалы и конструкции, решения конкретных задач, связанных с нестационарными гидродинамическими процессами в условиях импульсного энерговыделения.

Эффективным инструментом для исследования состояния вещества и генерации больших плотностей энергии являются электромагнитные методы. Динамическое сжатие вещества ограничено во времени, что обуславливает необходимость анализа переходных электродинамических явлений в проводящих материалах.

Исследование электродинамических процессов в ударных волнах началось в 1950-х годах в связи с развитием магнитной гидродинамики. Масштабные исследования магнитогидродинамических (МГД) и ионизующих волн в газе и плазме [3-11] позволили найти структуру волн и решить принципиальные задачи о взаимодействии ударной волны с магнитным полем, явились фундаментальной основой для разработки ряда технических устройств. Электродинамические процессы в конденсированном веществе обладают рядом важных отличий по сравнению с газом и плазмой: 1) разница в плотности и электропроводности приводит к принципиально другому масштабу и качеству электродинамических явлений; 2) при перестройке кристаллической структуры конденсированного вещества происходят разнообразные изменения электромагнитных свойств; при сжатии возникают или исчезают зоны высокой электропроводности и намагниченности; 3) сжатие материалов со структурой (порошки, компакты, губки и т.п.) может приводить к неоднородной картине гидродинамического течения и неравновесности электромагнитного поля на мезоуровне. Модели электродинамических процессов, известные в магнитной гидродинамике и физике плазмы, нуждаются в адаптации к специфическим условиям сжатия конденсированного вещества в сильных ударных волнах.

Электродинамика ударно-волновых процессов в конденсированных средах до сих пор не являлась предметом целенаправленного изучения. Известные монографии по электродинамике конденсированных сред [12,13] ограничены в основном областью упругих деформаций. В связи с развитием методов измерений в ударных волнах в [14-21] рассмотрен ряд электродинамических задач. Выполненный анализ важен для обоснования соответствующих экспериментальных методик, однако носит частный характер и не позволяет прийти к обобщениям, касающимся всего класса явлений. В настоящее время отсутствуют модели электродинамических процессов для ударного сжатия конденсированных сред. Не ясна общая электромагнитная картина и структура индукционных токов, неизвестны специфические управляющие параметры электродинамики ударного сжатия, характерные времена и длины.

Для медной пластины толщиной х0 = 1 мм время релаксации электромагнитного поля составляет ^ « р^стх] « 75 мкс (а - электропроводность), что существенно превышает время существования зоны высокого давления в лабораторных экспериментах с конденсированными взрывчатыми веществами (ВВ) (~1 мкс). Это затрудняет или делает невозможным экспериментальные исследования большого класса материалов, таких как, проводники значительной толщины, металлизующиеся при сильном сжатии диэлектрики и полупроводники. В настоящее время методы регистрации электромагнитных характеристик вещества при ударном сжатии [22-55] ограничены простейшими схемами, в которых преобладает электротехническое приближение и интегральный подход. Электромагнитные методы измерения кинематических параметров ударной волны [19-21,56-58] нуждаются в уточнении и дальнейшем развитии. Принципиальная возможность электромагнитного зондирования локальных областей (в том числе, труднодостижимой для экспериментального исследования зоны ударного перехода) объясняет важность такого подхода. Отсутствие модели электродинамических процессов не позволяет понять разнообразные электромагнитные явления и сужает возможности экспериментального исследования физического состояния вещества при высоких плотностях энергии сжатии. В частности, отсутствует техника регистрации переходов диэлектрик (полупроводник)—металл в ударной волне (см. §1.2). Дефицит прямых экспериментальных данных не позволяет сделать вывод о механизме соответствующих фазовых переходов и особенностях состоянии вещества в процессе ударного сжатия.

Переходные электродинамические процессы характерны также для детонации конденсированных ВВ. Толщина используемых зарядов ВВ велика (по сравнению с ударно-сжимаемыми образцами), поэтому влияние электродинамических процессов может быть существенно. Это особенно касается двух классов ВВ, дающих высокопроводящие продукты детонации - ВВ богатые углеродом, смеси ВВ/металл. Экспериментальное исследование таких составов требует учета электродинамических процессов в детонационной волне. Отсутствие соответствующих экспериментальных методик не позволяет найти характеристики состояния продуктов детонации и протекающих физико-химических процессов.

Конденсированные ВВ используются для генерации электромагнитной энергии и высоких плотностей энергии в мощных электромагнитных системах с 1950-х годов [59-61]. Масштабные проекты физики высоких плотностей энергии и высокоэнергетические установки для исследования состояния вещества требуют создания все больших потоков энергии и методов их управления. Подобные задачи требуют поиска свежих экспериментальных подходов. Новые возможности для управления потоками электромагнитной энергии дают ударно-индуцированные волны проводимости. Под этим термином будем понимать резкие изменения электрической проводимости, распространяющиеся в конденсированном веществе при ударном сжатии. Ударно-индуцированная волна проводимости представляет собой возмущение, которое распространяется в пространстве, переносит механическую и тепловую энергию (как всякая ударная волна), а при движении в магнитном поле - электромагнитную энергию. Использование ударно-индуцированных волн проводимости для кумуляции имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с известными методами. Задачи получения высоких плотностей электромагнитной энергии, управления мощными электрическими токами, генерации импульсов электромагнитного излучения требуют анализа электродинамических процессов в металлизующемся при ударном сжатии веществе и построения адекватных физических моделей кумуляции.

Выявленные научные проблемы делают актуальным исследование электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированных сред и, в частности, явлений, сопровождающих резкие изменения электрической проводимости. Такое исследование необходимо для развития новых методов диагностики физического состояния конденсированного вещества, определения механизмов ударно-индуцированных превращений, создания новых способов управления потоками электромагнитной энергии и повышения генерируемых плотностей энергии. Эти задачи соответствуют фундаментальным научным проблемам физики ударных волн и физики высоких плотностей энергии.

Цель настоящей диссертации состоит в разработке моделей электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированных сред. Наибольший практический интерес представляют переходы вещества с резкими изменениями электрофизических свойств, поэтому им уделено основное внимание.

В диссертации планируется решить следующие научные задачи.

1. Построение физических моделей электродинамических процессов и определение структуры токовых волн, генерируемых ударным сжатием конденсированного вещества.

Анализ электродинамических процессов основывается на применении электродинамики сплошных сред к процессу распространения ударной волны для двух типов материалов (первоначально непроводящее и проводящее вещество). Распространение ударной волны в магнитном поле сопровождается генерацией индукционных токов. Структура токов зависит от ударно-волновых и электромагнитных свойств конденсированного вещества. Задача сводится к нахождению электромагнитного поля по начальным и граничным условиям, определяемым постановкой эксперимента и спецификой ударного сжатия. В ходе анализа необходимо сформулировать электродинамические модели для основных переходов вещества при сжатии (диэлектрик-металл, металл-металл, магнетик-магнетик), выявить общие особенности электродинамических процессов в ударно-сжимаемом веществе, найти специфичные управляющие параметры, характерные длины и времена.

2. Разработка электромагнитных методов исследования конденсированного вещества и определение с их помощью физических характеристик ряда перспективных материалов.

Построенные модели электродинамических процессов служит фундаментальной базой для разработки методик электромагнитных измерений в ударных и детонационных волнах. Характерной особенностью новых методов является проведение измерений в условиях переходных электродинамических процессов. С математической точки зрения нахождение неизвестного параметра (электропроводность) сводится к решению обратной краевой задачи для уравнения диффузии магнитного поля: по информации с границы проводящей области необходимо найти коэффициент переноса внутри области. Главная сложность такого подхода обусловлена тем, что обратная краевая задача является математически некорректной. Регуляризация задачи, основанная на особенностях физических процессов и природе измеряемых величин, позволяет найти неизвестные характеристики вещества. Один из принципиальных вопросов касается достоверности данных, получаемых в ходе решения обратной задачи.

Разработанные методы используются для определения физического состояния нескольких классов конденсированных сред. Важными научными проблемами является выяснение механизма фазовых превращений и природы состояния ударно-сжатого вещества, в частности, определение степени дефектности кристаллической структуры и равновесности состояния. Для практического использования ударно-индуцированных волн проводимости необходима информация об электрофизических свойствах перспективных материалов.

3. Разработка методов управления потоками электромагнитной энергии с использованием волн проводимости, генерируемых ударным и детонационным сжатием. Построение моделей соответствующих электродинамических процессов.

Полученная экспериментальная информация о поведении вещества при динамическом сжатии используется для создания новых методов управления потоками электромагнитной энергии, таких как генерация высоких плотностей электромагнитной энергии системой сходящихся ударных или детонационных волн, коммутация сильных электрических токов. Необходимо показать работоспособность новых методов, вскрыть их особенности, преимущества и ограничения. Важнейшими задачами является определение механизма и построение физической модели ударно-волновой магнитной кумуляции. Такая модель должна основываться на экспериментальной информации о поведении рабочего вещества, адекватно описывать процесс кумуляции и обладать прогностическими возможностями.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка публикаций по теме работы, литературы и приложения. Объем работы: 235 страниц, 12 таблиц, 88 рисунков. Библиография включает 305 наименований.

Основные результаты диссертации.

1. Построены физические модели электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированного вещества. Найдены управляющие электродинамические параметры, характерные времена и длины, специфичные для ударного сжатия. Определена структура токовых волн при переходах диэлектрик-металл, металл-металл, магнетик-магнетик в ударной волне. Многообразие электродинамических процессов, их внутренняя общность и существенные отличия от известных случаев позволяет рассматривать обнаруженные явления как примеры своеобразного класса электродинамики сплошных сред.

2. Разработаны электромагнитные методы исследования конденсированного вещества при ударном сжатии, основанные на учете переходных электродинамических процессов. Посредством регистрации электропроводности, массовой и волновой скорости определены характеристики физического состояния ряда веществ и материалов (кремний, селен, иттербий, никель, константан, порошки металлов, сплав 80НХС, взрывчатые вещества и др.) в ударных и детонационных волнах. В частности, найдены пороговое давление металлизации и параметры металлического состояния, зависимости электропроводности от давления ударной волны, вероятные механизмы переходов, особенности поведения вещества при сжатии и разгрузке.

3. Разработаны методы управления потоками электромагнитной энергии с использованием волн проводимости, генерируемых ударными и детонационными волнами, в том числе, ударно-волновая техника генерации сверхсильных магнитных полей и соответствующих плотностей электромагнитной энергии, техника кумуляции магнитного поля детонационной волной, коммутация электрического тока.

Таким образом, в результате выполнения диссертации разработаны теоретические основы электродинамики ударно-волновых процессов в конденсированных средах. Развитые модели электродинамических процессов являются фундаментальной базой для построения новых технологий измерений, диагностики ударно-индуцированных превращений, исследования физического состояния конденсированного вещества, управления потоками электромагнитной энергии и увеличения генерируемых плотностей энергии.

По мнению автора, в рамках данного научного направления целесообразно проведение дальнейших исследований в следующих областях:

-разработка электродинамических моделей для материалов с более сложным механическим и электромагнитным поведением, создание на этой основе новых электромагнитных методов диагностики и определение физического состояния материалов при высоких плотностях энергии;

- использование метода ударно-волновой магнитной кумуляции для увеличения генерируемых плотностей энергии путем оптимизации параметров генератора и создания двухкаскадной системы (первый каскад - классический магнитокумулятивный генератор с металлическим или композиционным лайнером, второй каскад - ударно-волновой генератор).

Список публикаций, содержащих основные результаты работы

1. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Получение сильных магнитных полей ударными волнами в веществе // Письма в ЖТФ. 1982. Т. 8, вып. 15. С. 914-917.

2. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Получение сильных магнитных полей МК-генераторами на пористом веществе // ПМТФ. 1983. №. 5. С. 37-41.

3. Биченков Е. И., Гилев С. Д., Трубачев А. М. Ударно-волновые МК-генераторы // Сверхсильные магнитные поля: Физика. Техника. Применение: Тр. 3-й Междунар. конф. по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам, г. Новосибирск, 13-17 июня 1983 г. / Под ред. В. М. Титова, Г. А. Швецова. М.: Наука, 1984. С. 88-93.

4. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Использование ударных волн для генерации сверхсильных магнитных полей // Электромеханические преобразователи энергии. Киев: Наукова думка, 1986. С. 113-115.

5. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Рябчун A.M., Трубачев A.M. Ударно-волновой метод генерации мегагауссных магнитных полей // ПМТФ. 1987. № 3. С. 15-24.

6. Bichenkov E.I., Gilev S.D., Ryabchun A.M., Trubachev A.M. Shock-wave method for generation of megagauss magnetic fields // Megagauss Technology and Pulse Power Application. Proc. of 4-th Intern, conf. on megagauss magnetic field generation and related topics. / C.M. Fowler, R.S. Caird, D.J. Erickson (Eds). N.Y., L.: Plenum Press, 1987. P. 89-105.

7. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Измерение высокой электропроводности кремния в ударных волнах // ПМТФ. 1988. № 6. С. 61-67.

8. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Метод измерения электропроводности вещества в ударных волнах // 4-ое Всесоюзное совещание по детонации. Доклады. Черноголовка, 1988. Т. 2. С. 8-12.

9. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Трубачев A.M. Ударно-индуцированные волны проводимости в электрофизическом эксперименте // ПМТФ. 1989. №. 2. С. 132-145.

10. Гилев С.Д. Электромагнитные эффекты в измерительной ячейке для исследования электрических свойств ударно-сжатых веществ // ФГВ. 1994. №2. С. 71-76.

11. Гилев С.Д. Электрические свойства высокопористой никелевой губки в ударной волне // ЖТФ. Т. 65, вып. 6. 1995. С. 84-93.

12. Гил ев С. Д. Ударно-индуцированные волны проводимости в металлических образцах // ФГВ. 1995. № 4. С. 109-116.

13.Gilev S.D. Electromagnetic methods for investigation of chemical and phase transformations of solids in a shock wave // Metallurgical and Material Applications of Shock-Wave and High-Strain-Rate Phenomena. Proc. of the intern, conf. / L.E. Murr, K.P. Staudhammer, M.A. Meyers (Eds). 1995. Amsterdam: Elsevier. P. 785-792.

14. Gilev S.D., Trubachev A.M. Shock-induced conduction waves in solids and their applications in high power systems // Shock Compression of Condensed Matter - 1995. Proc. of the conf. of the Amer. Phys. Soc. Topical Group on shock compression of condensed matter / S.C. Schmidt, W.C. Tao (Eds). AIP Conference Proceedings 370. Woodbury, N.Y.: AIP Press, 1996. Part 2. P. 933-936.

15. Гил ев С. Д., Михайлова Т.Ю. Токовая волна при ударном сжатии вещества в магнитном поле // ЖТФ. 1996. Т. 66, вып. 5. С. 1-9.

16.Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитные процессы в системе проводников, формируемой ударной волной // ЖТФ. 1996. Т. 66, вып. 10. С. 109117.

17.Гилев С.Д. Ударно-индуцированные волны проводимости в проводнике, помещенном во внешнее магнитное поле// ФГВ. 1996. № 6. С. 116-122.

18.Биченков Е.И., Гил ев С. Д., Рябчун A.M., Трубачев A.M. Сжатие магнитного поля ударно-индуцированными волнами проводимости в высокопористых материалах//ПМТФ. 1996. Т. 37. № 6. С. 15-25.

19. Гил ев С. Д. Коммутация тока детонационной волной в металлической губке // ЖТФ. 1997. Т. 67, вып. 1. С. 122-124.

20. Gilev S.D., Mihailova T.Yu. The development of a method of measuring a condensed matter electroconductivity for investigation of dielectric-metal transitions in a shock wave // Journal de Physique IV. 1997. V. 5. Colloque C3, Supplement au Journal de Physique III, n 7. 5th Intern. Conf. on mechanical and physical behaviour of materials under dynamic loading. Les Editions de Physique. P. C3-211-216.

21. Гил ев С. Д. Влияние проводимости ударно-сжимаемого вещества на электромагнитный отклик системы проводников, формируемой ударной волной // ФГВ. 1997. №4. С. 128-136.

22. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Рябчун A.M., Трубачев A.M. Ударно-волновая кумуляция магнитного поля. Предельные возможности метода // Мегагауссная и мегаамперная импульсная технология и применения. Тр. 7-й межд. конф. по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам / Под ред. В.К.Чернышева, В.Д. Селемира, JI.H. Пляшкевича. Саров: ВНИИЭФ, 1997. Т. 1.С. 121-128.

23.Gilev S.D., Trubachev A.M. A Study of Semiconductor-Metal Transition in Shocked Monocrystal Silicon // Shock Compression of Condensed Matter - 1997. Proc. of the Conf. of the Amer. Phys. Soc. Topical Group on shock compr. of cond. matter / S.C. Schmidt, D.P. Dandekar, and J.W. Forbes (Eds). AIP Conference Proceedings 429. Woodbury, N.Y.: AIP Press, 1998. P. 777-780.

24. Гилев С.Д. Токовые волны, генерируемые ударным сжатием конденсированного вещества в магнитном поле // Химическая физика. 1998. Т. 17, №2. С. 38-51.

25.Gilev S.D., Trubachev A.M. Metallization of Monocrystalline Silicon under Shock Compression // Physica Status Solidi (b). 1999. V. 211, N 1. P. 379-383.

26. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитное поле и токовые волны в проводнике, сжимаемом ударной волной в магнитном поле // ФГВ. 2000. Т. 36, №6. С. 153-163.

27. Гилев С.Д. Применение электромагнитной модели для диагностики ударно-волновых процессов в металлах // ФГВ. 2001. Т. 37, № 2. С. 121-127.

28. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Высокая электропроводность продуктов детонации тротила // ЖТФ. 2001. Т. 71, вып. 9. С. 123-127.

29. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Электропроводность продуктов детонации тротила // Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны. Тр. Межд. конф. III Харитоновские тематические научные чтения / Под ред. А.Л. Михайлова. Саров: ВНИИЭФ, 2002. С. 59-64.

30. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Детонационные свойства и электропроводность смесей взрывчатых веществ с металлическими добавками // ФГВ. 2002. Т. 38, № 2. С. 104-120.

31. Гилев С.Д., Трубачев A.M. Генерация магнитного поля детонационной волной //ЖТФ. 2002. Т. 72, вып. 4. С. 103-106.

32. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитное поле при ударном сжатии проводника с током // ЖТФ. 2002. Т. 72, вып. 7. С. 21-27.

33.Gilev Sergey D., Trubachev AnatoIiyM. Study of Physical-Chemical Transformations in Detonation Wave by the Electric Conductivity Method // 12th Symposium (Intern.) on detonation, August 11-16, 2002, San Diego, CA. ONR 333-05-2. 2005. P. 240-248.

34. Гилев С.Д., Михайлова Т.Ю. Электромагнитное поле при ударном сжатии проводящего магнетика // ФГВ. 2003. Т. 39, № 6. С. 107-118.

35.GiIev S.D., Trubachev A.M. Metallization of silicon in a shock wave: metallization threshold and ultrahigh defect densities // Journal of Physics: Condensed Matter. 2004. V. 16, N 46. P. 8139-8153.

36. Гилев С.Д. Электропроводность металлических порошков при ударном сжатии // ФГВ. 2005. Т. 41, № 5. С. 128-139.

37. Гилев С.Д., Анисичкин В.Ф. Исследование взаимодействия алюминия с продуктами детонации // ФГВ. 2006. Т. 42, № 1. С. 120-129.

38. Гилев С.Д. Металлизация селена при ударном сжатии // ЖТФ. 2006. Т. 76, вып. 7. С. 41-47.

39. Гилев С.Д. Электродный датчик - инструмент для исследования ударного сжатия и металлизации вещества // ФГВ. 2007. Т. 43, № 5. С. 116-125.

40. Gilev S.D. Magnetoelectrical technique for studying the insulator-metal transition under shock compression // Journal of Physics D: Applied Physics. 2007. V. 40, N 15. P. 4631-4635.

41. Гилев С.Д. Экспериментальное исследование ударно-волновой магнитной кумуляции // ФГВ. 2008. Т. 44, № 2. С. 106-116.

42. Gilev S.D. Model of shock-wave magnetic cumulation // Journal of Physics D: Applied Physics. 2009. V. 42. N 2. 025501 (6pp).

43. A.c. №1039404 СССР. МКИ H 01 H 39/00. Взрывной переключатель / С.Д. Гилев, A.M. Трубачев // Открытия. Изобретения. 1989. №31 (приоритет от 16.07.81, зарегистрировано в Госреестре 03.05.83).

44. А.с. №1052104 СССР. МКИ Н 01 Н 39/00. Взрывной переключатель / С.Д. Гилев, A.M. Трубачев // Открытия. Изобретения. 1989. №31 (приоритет от 16.07.81, зарегистрировано в Госреестре 01.07.83).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе построены модели электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированных сред. В ходе аналитического и численного решения электродинамических задач найдена структура токов при переходах диэлектрик-металл, металл-металл, магнетик-магнетик. Ударное сжатие проводника в магнитном поле сопровождается генерацией токовых волн. Для металлической проводимости вещества в условиях ударно-волнового эксперимента токовые волны имеют нестационарный характер. При ударном сжатии образуется система из двух противоположно направленных индукционных токов. Один из них течет перед фронтом ударной волны в несжатом веществе, другой - в сжатом веществе. При движении ударной волны происходит расщепление токовых волн и растяжение контура ток-противоток. Абсолютная величина индукционного тока растет до предельного значения, соответствующего безграничному веществу.

Электродинамические процессы при ударном сжатии определяются соотношением между диффузионным и конвективным механизмом изменения магнитного поля. Управляющими параметрами для класса электродинамических задач с ударными волнами являются: для области несжатого вещества = , для области сжатого вещества Я2 = ¡и0/а2а2 (£> - и)2 ?. По своему смыслу параметры представляют собой магнитное число Рейнольдса для соответствующих областей. Характерные электродинамические длины и времена для несжатого и сжатого вещества есть х1 =1///0/цсг1£), = \/¡л{) /у, <у} И2, х2 = 1/Цф2су2{р-и), ¿2=1/ц0р2сг2(в-и)2.

При ударном сжатии конденсированного вещества возникает ряд своеобразных физических явлений (генерируемая ударной волной система ток-противоток, расщепление токовых волн, генерация мощных поверхностных токов в определенные фазы движения ударной волны, ток переносимый зоной ударного перехода, неравновесность магнитного поля при сжатии гетерогенных сред и т.д.). Многообразие электродинамических процессов, их внутренняя общность и существенные отличия от известных случаев позволяет рассматривать обнаруженные явления как примеры своеобразного класса электродинамики сплошных сред.

Выполненный анализ электродинамических процессов является фундаментальной базой для создания новых методов исследования физического состояния вещества при ударном сжатии. Характерной особенностью методов является проведение измерений в условиях переходных электродинамических процессов. Разработаны новые методы измерения электропроводности, массовой и волновой скорости при ударном сжатии, основанные на предложенных электродинамических моделях. Электропроводность определяется в ходе решения обратной электродинамической задачи. Метод измерения электропроводности при переходе диэлектрик-металл позволяет улучшить временное разрешение на два порядка величины и поднять верхний предел измеряемой электропроводности до уровня классических металлов. Тем самым дано решение проблемы, известной в физике ударных волн с 1960-х годов. Найдены параметры металлизации кремния, селена, металлических порошков. Для кремния и селена зависимость электропроводности от давления ударной волны <з(Рх) монотонна и включает два участка: резкий рост, "плато". Электропроводность монокристаллического кремния на "плато" примерно на порядок величины меньше, чем у лучших проводников при нормальных условиях. Для металлических порошков зависимость &{РХ) немонотонна. Обнаружено, что металлизация полупроводников приводит к возникновению высокодефектного метастабильного состояния. Для ряда проводящих материалов (иттербий, никелевая губка, константан, магнитомягкий сплав 80НХС) получены новые данные, характеризующие физическое состояние вещества при ударном сжатии. Экспериментальные данные о поведении разнообразных материалов при сжатии служат обоснованием предложенных электродинамических моделей.

Источником высокой электрической проводимости могут также служить энергетические материалы. Обнаружена сложная структура электропроводности продуктов детонации для двух классов конденсированных ВВ (ВВ богатые углеродом, смеси ВВ/металл). Для ВВ богатых углеродом подтверждена корреляция между величиной электропроводности и количеством выделяемого углерода. Полученные результаты, вместе с экспериментальными данными других авторов, позволяют утверждать, что сложная структура проводимости характерна для детонации ВВ, а область высокой электропроводности соответствует зоне химической реакции. Для смесей ВВ/металл структура электропроводности отражает физико-химическое взаимодействие добавки с продуктами детонации.

Разработаны методы генерации и управления потоками электромагнитной энергии с использованием волн проводимости, генерируемых ударными и детонационными волнами. Разработан ударно-волновой метод генерации магнитных полей мегагауссного диапазона и соответствующих плотностей электромагнитной энергии. Экспериментально получено магнитное поле 4 МГс, что соответствует плотности электромагнитной энергии ~ 6 • 104 Дж/см3 . Построена адекватная физико-математическая модель ударно-волновой магнитной кумуляции. Разработан метод сжатия магнитного потока детонационной волной. Такой способ, уступая в эффективности ударно-волновому методу, отличается энергетической автономностью. Предложен и экспериментально обоснован способ коммутации электрического тока при помощи волн проводимости, генерируемых ударными и детонационными волнами. Новый способ отличается от известных рядом полезных свойств (малое время коммутации, высокая электрическая прочность, повышенная функциональность устройства).

1. Физика высоких плотностей энергий / Под ред. П. Калдирола, Г. Кнопфеля. М.: Мир, 1974.

2. Ударные волны и экстремальные состояния вещества / Под ред. В.Е. Фортова, JI.B. Альтшулера, Р.Ф. Трунина, А.И. Фунтикова. М.: Наука, 2000.

3. Marshall W. The structure of magneto-hydrodynamic shock waves // Proceedings of the Royal Society. Series A. 1955. V. 233, N 1194. P. 367-376.

4. Забабахин Е.И., Нечаев M.H. Ударные волны поля и их кумуляция // ЖЭТФ. 1957. Т. 33, вып. 2 (8). С. 442-450.

5. Бюргере Ж.М. Проникание ударной волны в магнитное поле // Магнитная гидродинамика (материалы симпозиума). М.: Атомиздат, 1958.

6. Куликовский А.Г., Любимов Г.А. О магнитогидродинамических ударных волнах, ионизующих газ // ДАН СССР. 1959. Т. 129, № 1. С. 52-55.

7. Бай Ши-И. Магнитная газодинамика и физика плазмы. М.: Мир, 1964.

8. Chu С.К. Dynamics of ionizing shock waves: shocks in transverse magnetic fields//Physics of Fluids. 1964. V. 7, N 8. P. 1349-1357.

9. Андерсон Э. Ударные волны в магнитной гидродинамике. М.: Атомиздат, 1968.

10. Электродинамика плазмы / А.И. Ахиезер, И.А. Ахиезер, Р.В. Половин, А.Г. Ситенко, К.Н. Степанов. М.: Наука, 1974.

11. Великович А.Л., Либерман М.А. Ударные волны в поперечном магнитном поле // УФН. 1979. Т. 129, вып. 3. С. 377-406.

12. Новацкий В. Электромагнитные эффекты в твердых телах. М.: Мир, 1986.

13. Можен Ж. Механика электромагнитных сплошных сред. М.: Мир, 1991.

14. Hayes В., Fritz J.N. Measurements of mass motion in detonation products by an axially-symmetric electromagnetic technique // Proc. 5th Symp. Intern, on detonation. Pasadena. 1970. P. 447-454.

15. Фритц, Морган. Электромагнитный метод измерения скорости частиц вещества // Приборы для научных исследований. 1973, № 2. С. 119-125.

16. Хейс. Система для измерения скорости частиц вещества с наносекундным разрешением в ударных и детонационных волнах // ПНИ. 1981. № 4. С. 92-102.

17. Жугин Ю.Н., Крупников К.К. Индукционный метод регистрации скорости конденсированной среды в ударно-волновых процессах // ПМТФ. 1983. Т. 20, № 1. С. 102-108.

18. Жугин Ю.Н., Левакова Ю.Л. Влияние электропроводности и толщины проводящей пластины на регистрируемый сигнал индукционного датчика массовой скорости // ПМТФ. 2000. Т. 41, № 6. С. 199-209.

19. Пай В.В., Яковлев И.В., Кузьмин Г.Е. Исследование ударного сжатия композиционных пористых сред невозмущающим электромагнитным методом // ФГВ. 1996. №2. С. 124-129.

20. Пай В.В., Лукьянов Я.Л., Яковлев И.В., Кузьмин Г.Е. Изменение магнитного поля в металлической порошковой среде при ее взрывном компактировании // ФГВ. 2000. Т. 36, № 6. С. 164.

21. Кузьмин Г.И., Пай В.В., Яковлев И.В. Экспериментально-аналитические методы в задачах динамического нагружения материалов. Новосибирск: СО РАН, 2002.

22. Алдер Б. Физические эксперименты с сильными ударными волнами // Твердые тела под высоким давлением / Под ред. В. Пол, Д. Варшауэр. М.: Мир, 1966. С. 430-471.

23. Duff R.E. Materials Properties at High Pressure // Properties of Matter under Unusual Conditions / Edited by H. Mark, S. Fernbach. N.Y., 1969. P. 73-104.

24. Styris D.L., Duvall G.E. Electrical Conductivity of Materials under Shock Compression // High Temperatures High Pressures. 1970. V. 2, N 5. P. 477-499.

25. Килер P. Электропроводность конденсированных сред при высоких давлениях // См. 1., с. 120-142.

26. Якушев В.В. Электрические измерения в динамическом эксперименте // ФГВ. 1978. Т. 14, №. 2. С. 3-19.

27. Graham R.A. Solids under high-pressure shock compression. N.Y.: Springer, 1993.

28. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках / Под ред. М.В. Жерноклетова. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2003.

29. Электрические явления в ударных волнах / Под ред. В.А. Борисенок, A.M. Молодец, Е.З. Новицкого. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005.

30. Бриш А.А., Тарасов М.С., Цукерман В.А. Электропроводность диэлектриков в сильных ударных волнах // ЖЭТФ. 1960. Т. 38, вып. 1. С. 22-25.

31. Альтшулер Л.В., Кулешова Д.В., Павловский М.Н. Динамическая сжимаемость, уравнение состояния и проводимость хлористого натрия при высоких давлениях//ЖЭТФ. 1960. Т. 39, вып. 1. С. 16-23.

32. Кулешова JI.B. Электропроводность нитрида бора, хлористого калия и фторопласта-4 за фронтом ударных волн // ФТТ. 1969. Т. 11, вып. 5. С. 1085-1091.

33. Mitchell А.С., Keeler R.N. Technique for accurate measurement of the electrical conductivity of shocked fluids //Rev. Sci. Instrum. 1968. V. 39, N4. P. 513-522.

34. Graham R.A., Jones O.E., Holland J.R. Physical Behavior of Germanium under Shock Wave Compression // Journal Phys. Chem. Solids. 1966. V. 27. P. 1519-1529.

35. Wong J.E., Linde R.K., De Carli P.S. Dynamic Electrical Resistivity of Iron: Evidence for a New High Pressure Phase // Nature. 1968. V. 219. P. 713.

36. Dick J.J., Styris D.L. Electrical Resistivity of Silver Foils Under Unaxial ShockWave Compression // J. Appl. Phys. 1975. V. 46, N 4. P. 1602-1617.

37. Павловский М.Н. Электросопротивление ударно-сжатого иттербия // ЖЭТФ. 1977. Т. 73, вып. 1. С. 237-245.

38. Набатов С.С., Дремин А.Н., Постнов В.И., Якушев В.В. Измерение электропроводности серы при динамическом сжатии до 400 кбар // Письма в ЖТФ. 1979. Т. 5, вып. 3. С. 143-145.

39. Набатов С.С., Дремин А.Н., Постнов В.И., Якушев В.В. Измерение электропроводности серы при сверхвысоких динамических давлениях // Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 29, вып. 7. С. 407-410.

40. Набатов С.С., Дремин А.Н., Постнов В.И., Якушев В.В. Измерение электропроводности конденсированного вещества при многократном ударно-волновом сжатии до одного мегабара // Химическая физика процессов горения и взрыва. Черноголовка, 1980. С. 117-119.

41. Постнов В.И., Ананьева А.А., Дремин А.Н., Набатов С.С., Якушев В.В. Электропроводность и сжимаемость серы при ударном сжатии // ФГВ. 1986. Т. 22, №4. С. 106-109.

42. Гатилов JI.A., Кулешова JI.B. Измерение высокой электропроводности в ударно-сжатых диэлектриках//ПМТФ. 1981. № 1. С. 136-140.

43. Гатилов JI.А., Кулешова Л.В. Электропроводность йодистого цезия за фронтом ударной волны при давлениях до 100 ГПа // ФТТ. 1981. Т. 23, вып. 9. С. 2848.

44. Weir S.T., Mitchell А.С., Nellis W.J. Metallization of fluid molecular hydrogen at 140 GPa (1.4 Mbar) // Physical Review Letters. 1996. V. 76, N 11. P. 1860-1863.

45. Nellis W.J., Weir S.T., Mitchell A.C. Minimum metallic conductivity of fluid hydrogen at 140 GPa (1.4 Mbar) // Physical Review B. 1999. V. 59, N 5. P. 3434-3449.

46. Royce E.B. Anomalous shock-induced demagnetization of nickel ferrite // J. Appl. Phys. 1966. V. 37, N 11. P. 4066-4070.

47. Besancon J.E., Champetier J.L., Leclanche Y. et al. Ferromagnetic transducers // Megagauss Magnetic Field Generation by Explosives and Related Experiments / H. Knopfel, F. Herlach (Eds). Brussels: Euratom, 1966. C. 331-347.

48. Graham R.A. Pressure dependence of the magnetization on invar and selectron from 30-450 kbar // J. Appl. Phys. 1968. V. 39, N 2. P. 437-439.

49. Shaner J.W., Royce E.B. Shock-induced demagnetization of YIG // J. Appl. Phys. 1968. Y. 39, N 2. P. 492-495.

50. Wayne R.C. Effect of hydrostatic and shock-wave compression on the magnetization of a 31.4 at.% NiFe alloy // J. Appl. Phys. 1969. V. 40, N 1. P. 15-22.

51. Wong J. Y. Double-shock method for detecting pressure limits of magnetic phase transitions // J. Appl. Phys. 1969. V. 40, N 4. P. 1789-1791.

52. Ройс E. Свойства магнитных материалов при ударном сжатии // См. 1., с. 143-158.

53. Grady D.E. Method for shock-wave investigation of magnetic materials // Rev. Sci. Instrum. 1972. V. 43, N 5. P. 800-804.

54. Новиков B.B., Минеев B.H. Ударное сжатие и магнитные эффекты в магнитодиэлектрике на основе железа // ЖЭТФ. 1974. Т. 67, вып. 4(10). С. 11411146.

55. Киселев А.И. К магнитным измерениям в ударных волнах // ФГВ. 1975. Т. 11, №6. С. 945-952.

56. Нестеренко В.Ф. Импульсное нагружение гетерогенных материалов. Новосибирск: Наука, 1992.

57. Novae В.М., Smith I.R Goh., S.E. et al. A Novel Flux Compression/Dynamic

58. Transformer Technique for High-Voltage Pulse Generation // IEEE Transactions on Plasma Science. 2000. V. 28, N 5. P. 1356-1361.

59. Novae B.M., Smith I.R., Goh S.E. Monitoring the velocity of the insulator-metallic phase transition in aluminium powder under shock loading // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 174-176.

60. Fowler C.M., Garn W.B., Caird R.S. Production of very high magnetic fields by implosion // J. Appl. Phys. 1960. V. 31, № 3. P. 588-594.

61. Сахаров А.Д. Взрывомагнитные генераторы // УФН. 1966. Т. 88, №4. С. 725-734.

62. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: Мир, 1972.

63. Minomura S., Drickamer H.G. Pressure Induced Phase Transitions in Silicon, Germanium and Some III-V Compounds // J. Phys. Chem. Solids. 1962. V. 23. P. 451456.

64. Minomura S., Samara G.A., Drickamer H.G. Temperature Coefficient of Resistance of the High Pressure Phase of Silicon, Germanium and Some III-V and II-VI Compounds // J. Appl. Phys. 1962. V. 33, N 11. P. 3196.

65. Bundy F.P. Phase Diagrams of Silicon and Germanium to 200 kbar, 1000 С // J. Chem. Phys. 1964. V. 41, N 12. P.3809-3814.

66. Drickamer H.G., Frank C.W. Electronic Transition and Physics of Solids. L., 1973.

67. Okajima M., Endo S., Akahama Y. et al. Electrical Investigation of Phase Transition in Black Phosphorus under High Pressure / // Jap. J. of Applied Physics. 1984. V. 23, N1. P. 15-19.

68. McWhan D.B., Rice T.M., Schmidt P.H. Metal-Semiconductor Transition in Ytterbium and Strontium at High Pressure // Phys. Rev. 1969. V. 177, N 3. P. 1063-1071.

69. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматгиз. 1963.

70. Бриш А.А., Тарасов М.С., Цукерман В.А. Электропроводность продуктов взрыва конденсированных взрывчатых веществ // ЖЭТФ. 1959. Т. 37, вып. 6 (12). С. 1543-1549.

71. Кормер С.Б. Оптические исследования ударно-сжатых диэлектриков. УФН. 1968. Т. 94, вып. 4. С. 641-687.

72. Keeler R.N., Mitchell A.C. Electrical conductivity, demagnetization and the high-pressure phase transition in shock-compressed iron // Solid State Communication. 1969. V. 7. P. 271-274.

73. Yan Bi, Hua Tan, Fuqian Jing Electrical conductivity of iron under shock compression up to 200 GPa // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 10849-10854.

74. Гончаров А.И., Родионов B.H. Электросопротивление меди и алюминия при ударноволновых нагружениях // II Всесоюзная конференция "Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике". Тезисы докладов. Киев. 1985. С. 72-73.

75. Гатилов JI.A. Электросопротивление ударно-сжатого свинца // Труды ВНИИФТРИ. Физика импульсных давлений. Вып 44 (77). М. 1979. С. 104.

76. Постнов В.И., Набатов С.С., Щербань А.А., Якушев В.В. Регистрация фазовых переходов при изэнтропическом сжатии методом измерения электросопротивления тонких образцов // ЖТФ. 1987. Т. 57. В. 6. С. 1181-1183.

77. Постнов В.И., Набатов С.С., Щербань А.А., Якушев В.В. Регистрация в условиях динамического эксперимента фазовых переходов в Bi, Yb, и Sn при изэнтропическом сжатии // 4-е Всес. совещание по детонации. Доклады. Черноголовка, 1988. Т. 1. С. 70-75.

78. Gupta S.C., Gupta Y.M. Piezoresistance of Longitudinally and Laterally Oriented Ytterbium Foils to Impact and Quasi-Static Loading // J. Appl. Phys. 1985. V. 57, N7. P. 2464-2473.

79. Brar N.S., Gupta Y.M. Phase transition in shocked ytterbium foils // Shock Waves in Condensed Matter 1987 / S. C. Schmidt, N.C. Holmes (Eds). Amsterdam: NorthHolland, 1988. P. 151-153

80. Фортов B.E., Якушев B.B., Каган K.JI. и др. Аномальная электропроводность лития при квазиизэнтропическом сжатии до 60 ГПа (0.6 Мбар). Переход в молекулярную фазу? // Письма в ЖЭТФ. 1999. Т. 70, вып. 9. С. 620-624.

81. Fortov V.E., Yakushev V.V., Ragan K.L. et al. Anomalous resistivity of lithium at high dynamic pressure // Письма в ЖЭТФ. 2001. Т. 74, вып. 8. С. 458-461.

82. Fortov V.E., Yakushev V.V., Kagan K.I. et al. Lithium at Dynamic Pressure // J. Phys: Cond. Matt. 2002. V. 14. P. 10809-10816.

83. Фортов B.E., Молодец A.M., Постнов В.И. и др. Электрофизическиесвойства кальция при высоких давлениях и температурах // Письма в ЖЭТФ. 2004. Т. 79. Вып. 7. С. 425-431.

84. Molodets A.M., Shakhray D.V., Golyshev A.A., Fortov V.E. Electrophysical and thermodynamic properties of shock compressed incommensurate phase Sc-II // Physical Review B. 2007. V. 75. 224111. 5 pp.

85. Голышев A.A. Коэффициент теплопроводности металлов и диэлектрических материалов при высоких давлениях и температурах. Автореф. дисс. .канд. физ-мат. наук. Черноголовка. 2008.

86. Дремин А.Н., Канель Г.И. Зависимость электросопротивления манганина МНМц 3-12 и константана МНМц 40-1,5 от давления при ударном сжатии // ФГВ. 1972. № 1. С. 147.

87. Coleburn N.L., Forbes J.W., Jones H.D. Electrical Measurements on Silicon under Shock-Wave Compression // J. Appl. Phys. 1972. V. 43, pt. 1, N 12. P. 5007-5012.

88. Rosenberg G. Resistivity Measurements in Silicon Compressed by Shock Waves //J. Phys. Chem. 1980. V. 41. P. 561-567.

89. Mashimo Т., Kimura Y., Nagayama K. Precise Measurement of the Electrical Conductivity of Silicon under Shock Compression. Report. Kumamoto: Kumamoto University, 1984.

90. Жугин Ю.Н., Крупников K.K., Овечкин H.A. Исследование особенностей превращений ударно-сжатого графита в алмаз по изменению электросопротивления//Химическая физика. 1987. Т. 6. № 10. С. 1447-1450.

91. Жугин Ю.Н., Крупников К.К., Таржанов В.И. Исследование кинетики превращений природного цейлонского графита в ударных волнах // Химическая физика. 1999. Т. 18. № 5. с. 96-101.

92. Фортов В.Е., Котоносов А.С., Постнов В.И., Уткин А.В., Якушев В.В. Электропроводность монокристаллического пиролитического графита в условиях многократного ударного сжатия // ДАН. 1997. Т. 357. № 6. С. 761-764.

93. Осипьян Ю.А., Фортов В.Е., Каган К.Л. и др. Электропроводность кристаллов фуллерена С6о при динамическом сжатии до 200 кбар // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75. Вып. 11. С. 680-683.

94. Molodets A.M., Avdonin V.V., Zhukov A.N. et al. Electroconductivity and pressure-temperature states of step shocked C60 fullerite // High Pressure Research. 2007. V. 27. No. 2. P. 279-290.

95. Постное В.И., Дремин A.H., Набатов C.C., Шунин В.М., Якушев В.В. Измерение электропроводности хлористого натрия при квазиизэнтропическом сжатии до 140 ГПа // ФГВ. 1983. № 5. С. 160-163.

96. Mashimo Т., Kondo K.-I., Sawaoka A., Syono Y., Takei H., Ahrens Т. Electrical Conductivity Measurement of Fayalite under Shock Compression up to 56 GPa // J. Geophysical Research. 1980. V. 85. № B4. P. 1876-1881.

97. Syono Y., Goto Т., Nakai J., Nakagawa Y. Shock compression study of transition metal oxides // Proc. of 4th Intern. Conf. on High Pressure. Kyoto. 1974. P. 466.

98. Champion A.R. Effect of shock compression on electrical resistivity of three polymers // J. Appl. Phys. 1972. V. 43. № 5. Part 1. P. 2216.

99. Зубарев B.H., Игнатович Т.Н., Шуйкин А.Н. и др. Проводимость акриламида и полиакриламида за фронтом ударной волны // ФГВ. 1969. Т. 5. № 4. С. 524.

100. Hamann S.D., Linton М. Electrical Conductivity of Water in Shock Compression // Trans. Farad. Soc. 1966. V. 62. P. 2234.

101. Hamann S.D., Linton M. Electrical Conductivities of Aqueous Solutions of KC1, KOH and HC1, and the Ionization of Water at High Shock Pressures // Trans. Farad. Soc. 1969. V. 65. P. 2186-2196.

102. Mitchell A.C., Nellis W.J. Equation of State and Electrical Conductivity of Water and Ammonia Shocked to the 100 GPa (1 Mbar) Pressure Range // J. Chem. Phys. 1982. V. 76. № 12. P. 6273-6281.

103. Якушев B.B., Постнов В.И., Фортов B.E., Якушева Т.Н. Электропроводность воды при квазиизэнтропическом сжатии до 130 ГПа // ЖЭТФ. 2000. Т. 117. В. 4. С. 710-716

104. Кулешова JI.B., Павловский М.Н. Динамическая сжимаемость, электропроводность и скорость звука за фронтом ударной волны в капролоне //1. ПМТФ. 1977. №5. С. 122.

105. Постнов В.И., Набатов С.С., Якушев В.В. Исследование поведения плавленного кварца за фронтом ударной волны методом измерения электропроводности // Тр. 9-ой межд. конф. по высокоэнергетическому воздействию на материалы. Новосибирск, 1986. С. 106-110.

106. Юб.Бордзиловский С.А., Караханов С.М. Распределение электросопротивления фторопласта за фронтом ударной волны // I Всесоюзное совещание "Диэлектрические материалы в экстремальных условиях." Доклады. Суздаль, 1990. Т. 1. С. 114-124.

107. Фортов В.Е., Терновой В.Я., Квитов С.В. и др. Электропроводность неидеальной плазмы водорода в мегабарном диапазоне динамических давлений // Письма в ЖЭТФ. 1999. Т. 69, вып. 12. С. 874-878.

108. Фортов В.Е., Терновой В.Я., Жерноклетов М.В. и др. Ионизация давлением неидеальной плазмы в мегабарном диапазоне динамических давлений // ЖЭТФ. 2003. Т. 124, вып. 2. С. 288-309.

109. Van Thiel М., Alder В. Shock compression of argon // J. Chem. Phys. 1966. V. 44. N 3. P. 1056-1065. Высокая проводимость аргона при -20 ГПа.

110. ПО.Гатилов JI.A., Глуходедов В.Д., Григорьев Ф.В. и др. Электропроводность ударно-сжатого конденсированного аргона при давлениях от 20 до 70ГПа // ПМТФ. 1985. № 1. С. 99-102.

111. Urlin V.D., Mochalov M.A. Mikhailova O.L. Liquid xenon study under shock and quasi-isentropic compression // High Pressure Research. 1992. V. 8. P. 595-605.

112. Radousky H.B., Nellis W.J., Ross M. et al. Molecular dissociation and shock-induced cooling in fluid nitrogen of high densities and temperatures // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 57. N 19. P. 2419-2422.

113. Nellis W.J., Radousky H.B., Hamilton D.C. et al. Equation-of-state, shock-temperature, and electrical-conductivity data of dense fluid nitrogen in the region of the dissociative phase transition // J. Chem. Phys. 1991. V. 93. N 3. P. 2244-2257.

114. Cook M.A. The science of high explosives. N.Y.: Reinhold Publ., 1959.

115. Allison F.E. Detonation Studies in Electric and Magnetic Fields // Proc. 3nd ONR symp. on detonation. Princeton, 1960. Office of Naval Research, ACR-52. V. 1. P. 112119.

116. Shall R., Vollrath K. Sur la conductibilit'e 'electrique provoqu'ee par les ondes de d'etonation dans les explosifs solides // Les Ondes de D'etonation. Paris: Centre Nat. de la Recherche Sci., 1962. P. 127-136.

117. Jameson R.L., Lukasik S.J., Pernick B.J. Electrical Resistivity Measurements in Detonating Composition В and Pentolite // J. Appl. Phys. 1964. V. 35, pt. 1, N 3. P. 714720.

118. Hay es В. Electrical Measurements in Reaction Zones of High Explosives // Proc. 10th symp. (Internat.) on combustion, Cambridge, England, 1964. Pittsburgh: Combustion Institute, 1965. P. 869-874.

119. Hayes B. On the Electrical Conductivity in Detonation Products // Proc. 4th symp. (Internat.) on detonation. White Oak, MD, 1965. Washington: Office of Naval Research, ACR-126, 1967. P. 595-601.

120. Дремин А.Н., Колдунов С.А., Шведов К.К. Об электропроводности ВВ при инициировании детонации ударными волнами // ФГВ. 1972. Т. 8, № 1. С. 150-152.

121. Дремин А.Н., Михайлов А.Н. К вопросу об изучении процессаинициирования детонации ВВ ударными волнами с помощью метода электропроводности // ФГВ. 1973. Т. 9, № 3. С. 420-424.

122. Ершов А.П., Зубков П.И., Лукьянчиков JI.A. Об измерениях профиля электропроводности во фронте детонации конденсированных ВВ // ФГВ. 1974. Т. 10, №6. С. 864-873.

123. Якушев В.В., Дремин А.Н. Природа электропроводности продуктов детонации конденсированных взрывчатых веществ // ДАН СССР. 1975. Т. 221, № 5. С. 1143-1144.

124. Антипенко А.Г., Дремин А.Н., Якушев В.В. О зоне электропроводности при детонации конденсированных взрывчатых веществ // ДАН СССР. 1975. Т. 225, №5. С. 1086-1088.

125. Ершов А.П. Ионизация при детонации конденсированных ВВ // ФГВ. 1975. Т. 11, №6. С. 938-945.

126. Tanaka К. Measurement of Electrical Conductivity in Detonation Products. Report on 5th Internat. colloquium on gasdynamics of explosions and reactive systems. Bourges, France, 1975.

127. Антипенко А.Г., Якушев В.В. Природа электропроводности продуктов детонации конденсированных взрывчатых веществ // Детонация. Материалы 5 Всес. симп. по горению и взрыву, Одесса, 1977. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1977. С. 93-96.

128. Ершов А.П., Зубков П.И., Лукьянчиков Л.А. Природа электропроводности за фронтом детонации конденсированных взрывчатых веществ. // Там же. С. 89-92.

129. Антипенко А.Г., Дремин А.Н., Якушев В.В. Электропроводность продуктов детонации тетранитрометана // ФГВ. 1980. Т. 16, № 4. С. 116-120.

130. Ставер A.M., Ершов А.П., Лямкин А.И. Исследование детонационного превращения конденсированных ВВ методом электропроводности // ФГВ. 1984. Т. 20, №3. С. 79-83.

131. Ершов А.П., Зубков П.И., Ильянович Ю.Н., Лукьянчиков Л.А., Тен К.А.,

132. Елькинд А.И., Гусар Ф.Н. Измерение на СВЧ электропроводности за фронтом детонационной волны в тротиле // ФГВ. 1986. Т. 22, № 5. С. 144-149.

133. Tasker D.G. and Lee R.J. The Measurement of Electrical Conductivity in Detonating Condensed Explosives // Proc. 9th symp. (Internat.) on detonation. ONR, 1989. P. 396-406.

134. Решетов А. А. Природа электрической проводимости продуктов детонации смесевых взрывчатых веществ // ФГВ. 1996. Т. 32, № 6. С. 112-115.

135. Yakushev V.V. Electrical conductivity of shock-compressed liquid dielectric and weak electrolytes. Report at Intern. AIRAPT conference on high pressure science and technology. Honolulu, Hawaii, USA, 1999.

136. Ершов А.П., Сатонкина Н.П., Дибиров О.А., Цыкин С.В., Янилкин Ю.В. Исследование взаимодействия компонентов гетерогенных взрывчатых веществ методом электропроводности // ФГВ. 2000. Т. 36, № 5. С. 97-108.

137. Ершов А.П., Сатонкина Н.П., Иванов Г.М. Профили электропроводности в плотных взрывчатых веществах // Химическая физика. 2007. Т. 30, №12. С. 21-33.

138. Зубков П.И. Об электронной проводимости продуктов детонации тротила // V Забабахинские научные чтения. Труды. Ч. 1. Снежинск: РФЯЦ-ВНИИТФ, 1999. С. 225-227.

139. Megagauss Magnetic Field Generation by Explosives and Related Experiments / H. Knopfel, F. Herlach (Eds). Brussels: Euratom, 1966.

140. Megagauss Physics and Technology // Proc. of 2nd Intern. Conf. on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics, Washington, 1979 / P.J. Turchi (Ed.). N.Y., L.: Plenum Press, 1980.

141. Сверхсильные магнитные поля: Физика. Техника. Применение: Тр. 3-й Междунар. конф. по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам, г. Новосибирск, 13-17 июня 1983 г. / Под ред. В.М. Титова, Г.А. Швецова. М.: Наука, 1984.

142. Megagauss Technology and Pulse Power Applications // Proc. of 4-th Intern. Conf. on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics, Santa Fe, 1986. / C.M. Fowler, R.S. Caird, D.J. Erickson (Eds). N.Y., L.: Plenum Press, 1987.

143. Megagauss Fields and Pulsed Power System // Proc. of 5-th Intern. Conf. on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics, Novosibirsk, 1989 / V.M. Titov, G.A. Shvetsov (Eds). N.Y.: Nova Sci. Publ., 1990.

144. Megagauss Magnetic Field Generation and Pulsed Power Application // Proc. of the Sixth Intern. Conf. on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics / M. Cowan and R. B. Spielman (Eds). N.Y.: Nova Sci. Publ., 1994.

145. Megagauss-9 // Proc. of 9th Intern. Conf. On Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics / V.D. Selemir, L.N. Plyashkevich (Eds). Sarov: VNIIEF, 2004.

146. Megagauss X: Proc. of the 10th Intern, conf. on megagauss magnetic field generation and related topics / Ed. by M. von Ortenberg. Berlin: Humboldt Univ. at Berlin, 2005.

147. XI-th Intern. Conf. on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics, held at London, Great Britain, 10-14 September, 2006. Abstracts.

148. XII Международная конференция по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам. 13-18 июля 2008 г. Новосибирск, Россия. Тезисы докладов. Новосибирск: ИГиЛ, 2008.

149. Павловский А.И., Долотенко М.И., Колокольчиков Н.П. и др. Неустойчивость схлопывающейся цилиндрической оболочки при магнитной кумуляции энергии // Письма в ЖТФ. 1983. Т. 9, вып. 9. С. 1360-1364.

150. Павловский А.И., Колокольчиков Н.П., Долотенко М.И. и др.

151. Исследование динамики схлопывания оболочки магнитнокумулятивного генератора сверхсильных магнитных полей // См. 147., с. 14-18.

152. PavIovskii A.I., Kolokolchikov N.P., Tatsenko О.М. et al. Reproducible generation of multimegagauss magnetic fields // См. 146., с. 627-639.

153. Павловский А.И., Долотенко М.И., Колокольчиков Н.П. и др. Стабилизация неустойчивости схлопывающейся оболочки при магнитной кумуляции энергии // Письма в ЖЭТФ. 1983. Т. 38. Вып. 9. С. 437-439.

154. Павловский А.И., Колокольчиков Н.П., Долотенко М.И. и др. Каскадный магнитокумулятивный генератор сверхсильных магнитных полей // См. 147., с. 19-22.

155. Pavlovskii A.I., Bykov A.I., Dolotenko M.I., et al. Limiting value of reproducible magnetic fields in cascade generator MC-1 // См. 148., с. 159-166.

156. Pavlovskii A.I., Kolokolchikov N.P., Dolotenko M.I., et al. Production of 15 MG magnetic fields in cascade ultrahigh field generators (MC-1) // См. 149., с. 29-32.

157. Павловский А.И., Долотенко М.И., Быков А.И. и др. Генерация воспроизводимых импульсных магнитных полей до 20 МГс // Докл. РАН. 1994. Т. 334, №3. С. 300-303.

158. Воуко В.A., Bykov A.I., Dolotenko M.I. et al. With record magnetic fields to the 21st century // 12th IEEE Intern. Pulsed Power Conf. Digest of Technical Papers / C. Stallings and H. Kirbie (Ed.). IEEE. 1999. P. 746-749.

159. Bykov A.I., Dolotenko M.I., Kolokolchikov N.P. et al. VNIIEF achievements on ultra-high magnetic fields generation // Physica B. 2001. V. 294/295. P. 574-578.

160. Долотенко М.И., Козлов М.Б., Селемир В.Д. Анализ возможностей увеличения конечного магнитного поля магнитокумулятивного генератора МК-1 // Гидродинамика высоких плотностей энергии / Под ред. Г.А. Швецова. Новосибирск: ИГиЛ, 2004. С. 24-36.

161. NiCastro J. Similitude for Shock-Wave Initiated Flux Compression // Physics of Fluids. 1969. V. 12, № 4. P. 769-775.

162. Bout D.A., Post R.S., Presby H. Ionizing shocks incident upon a transverse magnetic field // Physics of Fluids. 1970. V. 13, № 6. P. 1399-1401.

163. Бертинов А.И., Бут Д.А., Юдас В.И. Сжатие магнитного потока сильной ударной волной // ПМТФ. 1974. № 3. С. 173-175.

164. А.С. 762706 СССР. Магнитокумулятивный генератор / Е.И. Биченков, Н.Г. Скоробогатых, A.M. Трубачев // Бюллетень изобретений. 1982. №1. С. 277. Приоритет от 30.11.1978, зарегистрировано в Госреестре 16.05.1980.

165. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Трубачев A.M. МК-генераторы с использованием перехода полупроводникового материала в проводящее состояние //ПМТФ. 1980. № 5. С. 125-129.

166. Гилев С. Д., Трубачев A.M. МК-генераторы на порошковом алюминии // Нестационарные проблемы гидродинамики (Динамика сплошной среды, № 48). Новосибирск. 1980. С. 30-32.

167. Nagayama К. New method of magnetic flux compression by means of the propagation of shock-induced metallic transition in semiconductors // Appl. Phys. Lett. 1981. V. 38, N2. P. 109-110.

168. Nagayama K., Oka Т., Mashimo T. Experimental study of a new mechanism of magnetic flux cumulation by the propagation of shock-compressed conductive region in silicon // J. Appl. Phys. 1982. V. 53, N 4. P. 3029-3037.

169. Nagayama K., Mashimo T. Magnetohydrodynamic study of flux cumulation by the propagation of shock-compressed conductive region in semiconductors // См. 147., с. 270-277.

170. Nagayama K., Mashimo T. Explosive-driven magnetic flux cumulation by the propagation of shock-compressed conductive region in highly porous metal powders // J. Appl. Phys. 1987. V. 61, N 10. P. 4730-4735.

171. Nagayama K. Shock wave interaction in solid materials // Shock Waves in Materials Science / A.B. Sawaoka (Ed.). Tokyo: Springer, 1993. P. 195-224.

172. Трубачев A.M. Ударно-волновые МК-генераторы. Оценка предельныхвозможностей метода // Динамика сплошной среды. 1988. В. 88. С. 132-147.

173. Трубачев А.М. МК-генераторы. Выбор оптимальных условий эксперимента //ПМТФ. 1995. №3. С. 18-23.

174. Трубачев A.M., Рябчун A.M. МК-генератор с ударно-волновым каскадом // ПМТФ. 1996. №4. С. 15-21.

175. Бармин А.А., Мельник О.А., Прищепенко А.Б. и др. Потери электромагнитной энергии при сжатии магнитного поля скачком второго рода // МЖГ. 1988. № 6. С. 166-170.

176. Barmin A.A., Prishepenko А.В. Compression of Magnetic Field in a Single Crystal by a Strong Converging Ionizing Shock Wave // См. 150., с. 35.

177. Tyl J., Wlodarczyk E. A New Method for Isentropic Compression of Materials // J. Technical Physics. 1991. V. 32, N 2. P. 187-197.

178. Великович A.JI. О предельных возможностях метода сжатия магнитного поля сходящимися ударными волнами // ЖТФ. 1992. Т. 62, вып. 6. С. 47-59.

179. Альмстрем X., Бьярнхольт Г., Гольберг С.М., Либерман М.А. Методы генерации сверхсильных импульсных магнитных полей // См. 151., т. 1, с. 146-153.

180. Bjarnholt G,. Golberg S. М., Nyholm S.E. Compression of the magnetic flux by imploding ionizing shock waves // Pulse Power Conference. 1997. P. 1497-1502.

181. Альмстрем X., Бьярнхольт Г., Гольберг С.М., Либерман М.А. Численное моделирование сжатия магнитного поля цилиндрической сходящейся ионизующей ударной волной // См. 151., т. 1, с. 465-471.

182. Бармин А.А., Румненко М.С. Исследование процессов сжатия магнитного поля сильной ионизующей ударной волной в монокристалле Csl // Изв. РАН. МЖГ. 2002. №3. С. 146-158.

183. Novae В.М., Smith I.R., Rankin D.F., Hubbard M. An Insulator-Metallic Phase Transition Cascade for Improved Electromagnetic Flux-Compression in 0-Pinch Geometry // IEEE Transactions on Plasma Science. 2004. V. 32, N 5. P. 1960-1965.

184. Boriskov G.V., Bykov A.I., Dolotenko M.I. et al. New composite material for MC-1 generator cascades // См. 153., с. 44-48.

185. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1989.

186. Шевельков В.Л. Нахождение температурного поля в изотропной среде перед фронтом движущегося источника тепла // ЖТФ. 1946. Т. 16, вып. 2. С. 207225

187. Любов Б.Я. О статье В. Л. Шевелькова "Нахождение температурного поля в изотропной среде перед фронтом движущегося источника тепла" (ЖТФ. Т. 16. С. 207. 1946) // ЖТФ. 1948. Т. 18. В. 5. С. 713-715.

188. Любов Б.Я. Решение нестационарной одномерной задачи теплопроводности для области с равномерно движущейся границей // ДАН СССР. 1947. Т. 57, № 6. С. 551-554.

189. Редозубов Д.В. Решение линейных тепловых задачах с равномерно движущейся границей в полубесконечных областях // ЖТФ. 1960. Т. 30, вып. 6. С.606-610.

190. Квальвассер В.И., Рутнер Я.Ф. Метод нахождения функций Грина краевых задач уравнения теплопроводности для отрезка прямой с равномерно движущимися границами // ДАН СССР. 1964. Т. 156, № 6. С. 1273-1276.

191. Карташов Э.М., Бартенев Г.М. Построение функций Грина обобщенных краевых задач уравнения теплопроводности методом интегральных уравнений // Известия высших учебных заведений. Физика. 1969. № 2. С. 70-82.

192. Карташов Э.М., Бартенев Г.М. Метод интегральных уравнений в аналитической теории теплопроводности при построении функций Грина краевых задач обобщенного типа // Известия высших учебных заведений. Физика. 1969. № 3. С. 20-27.

193. Любов Б.Я., Карташов Э.М. Метод решения краевых задач диффузии для области с границей, движущейся по произвольному закону // Известия высших учебных заведений. Физика. 1970. № 12. С. 97-101.

194. Карташов Э.М., Любов Б.Я. Аналитические методы решения краевых задач уравнения теплопроводности в области с движущимися границами // Известия Академии наук СССР. Энергетика и транспорт. 1974. № 6. С. 83-111.

195. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. Издание третье. М.: Высшая школа, 2001.

196. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977.

197. Биченков Е.И. Электромагнитное поле и токовые волны, генерируемые при входе ударной волны в проводящий образец с поперечным магнитным полем // ПМТФ. 1997. Т. 34, № 2. С. 19-25.

198. Беляев H. М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности. М.: Высшая школа, 1982. Часть 2.

199. Bloomquist D.D., Duvall G.E., Dick J.J. Electrical Response of a Bi-metallic Junction to Shock Compression // J. Appl. Phys. 1979. V. 50. № 7. P. 4838-4849.

200. Маккуин P., Марш С., Тейлор Дж. и др. Уравнение состояния твердых тел по результатам исследований ударных волн // Высокоскоростные ударные явления / Под ред. Р. Кинслоу. М.: Мир, 1973. С. 299-427.

201. Шехтер Б.И., Шунько JI.A. Ударные адиабаты некоторых слоистых пластиков // ФГВ. 1973. № 2. С. 599.

202. Vantine Н.С., Erickson L.M., Janzen J.A. Hysteresis-corrected calibration of manganin under shock loading // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. N. 4. P. 1957-1962.

203. Мейлинг В., Стари Ф. Наносекундная импульсная техника. М.: Атомиздат, 1973.

204. Jamieson J. Crystal Structure at High Pressures of Metallic Modifications of Silicon and Germanium // Science. 1963. V. 139. P. 762.

205. Wentorf R.W., Kasper J.S. Two New Forms of Silicon // Science. 1963. V. 139. № 3552. P. 338.

206. Ge under Pressures up to 50 GPa // Phisics Letters. 1983. V. ЮЗА. № 3. P.137-140.

207. Hu J.Z., Spain I.L. Phases of Silicon at High Pressures // Solid State Communications. 1984. V. 51. № 5. P. 263-266.

208. Hu J.Z., Merkle L.D., Menoni C.S., and Spain I.L. Crystal data for high-pressure phases of silicon // Physical Review B. 1986. V. 34. № 7. P. 4679-4684.

209. Zhao Y.X., Buehler F., Sites J.R., and Spain I.L. New Metastable Phases of Silicon // Solid State Commun. 1986. V. 59. N 10. P. 679-682.

210. DucIos S.J., Vohra Y.K., Ruoff A.L. hcp-to-fcc Transition in Silicon at 78 GPa and Studies to 100 GPa//Phys. Rev. Lett. 1987. V. 58. № 8. P. 775-777.

211. Duclos S.J., Vohra Y.K., Ruoff A.L. Experimental study of the crystal stability and equation of state of Si to 248 GPa // Phys. Rev. B. 1990. V. 41. № 17. P. 1202112028.

212. McMahon M.I., Nelmes R.J., Wright N.G., and Allan D.R. Pressure Dependence of the Imma phase of Silicon // Phys. Rev. B. 1994. V. 50. N 2. P. 739-743.

213. Christensen N.E., Nonikov D.L., Alonso R.E., and Rodriguez C.O. Solids underpressure. Ab Initio Theory //Physica Status Solidi (b). 1999. V. 211. № 1. P. 5-16.

214. Weinstein B.A., Piermarini G.J. Raman Scattering and Phonon Dispersion in Si and GaP at Very High Pressure // Physical review B. 1975. V. 12. № 4. P. 1172-1186.

215. Welber В., Kim C.K., Cardona M., Rodriguez S. Dependence of the indirect energy gap of silicon on hydrostatic pressure // Solid State Communication. 1975. V. 17. №8. P. 1021-1024.

216. Bundy F.P., Kasper J.S. Electrical Behaviour of Sodium-Silicon Clathrates at Very High Pressures // High Temperatures High Pressures. 1970. V. 2. P. 429-436.

217. Павловский M.H. Образование металлических модификаций германия и кремния в условиях ударного сжатия // ФТТ. 1967. Т. 9. В. 11. С. 3192-3197.

218. Gust W.H., Royce Е.В. Axial Yield Strengths and Two Successive Phase Transition Stresses for Crystalline Silicon / J. Appl. Phys. 1971. V. 42. N 5. P. 18971905.

219. Герман B.H., Подурец A.M. Исследование фазовых превращений германия и кремния в образцах, подвергнутых ударному нагружению // ФТТ. 1981. Т. 23, вып. 8. С. 246.

220. Goto Т., Sato Т., Syono Y. Reduction of Shear Strength and Phase-Transition in

221. Shock-Loaded Silicon // Jap. J. Appl. Phys. 1982. V. 21, N 6. P. L369-L371.

222. Запорожец Ю.Б., Минцев В.Б., Фортов B.E. Образование металлической фазы при сжатии кремния ударными волнами // Детонация и ударные волны. Материалы VIII Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. Черноголовка, 1986. С. 82-85.

223. Drickamer H.G. Revised Calibration for High Pressure Electrical Cell // Rev. Sci. Instr. 1970. V. 41, N 11. P. 1667-1668.

224. Жарков B.H., Калинин B.A. Уравнения состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах. М.: Наука, 1968.

225. Толков Е.Ю. Фазовые диаграммы элементов при высоком давлении. М.: Наука, 1979.

226. Dunn K.J., Bundy F.P. Electrical Conductivity of Metallic Selenium, Tellurium and Silicon under High Pressure // J. Appl. Phys. 1980. V. 51, N 6. P. 3246-3249.

227. Физическое металловедение / Под ред. Р.У. Кана и П. Хаазена. Изд. 3-е. Т. 3. Физико-механические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1987.

228. Дамаск А., Дине Дж. Точечные дефекты в металлах. М.: Мир, 1966.

229. Глазов В.М., Чижевская С.Н., Глаголева Н.Н. Жидкие полупроводники. М.: Наука, 1967.

230. Абдуллаев Г.Б., Абдинов Д.Ш. Физика селена. Баку: Элм, 1975.

231. Chang S.S., Bestul А.В. Heat capacities of selenium crystal (trigonal), glass, and liquid from 5 to 360 К // J. Chem. Thermodynamics. 1974. V. 6, N 4. P. 325-344.

232. Suchan H.L., Wiederhorn S., Drickamer H.G. Effect of Pressure on the Absorption Edges of Certain Elements // Journal of Chemical Physics. 1959. V. 31, N 2. P. 355-357

233. Balchan A.S., Drickamer H.G. Effect of Pressure on the Resistance of Iodine and Selenium // Journal of Chemical Physics. 1961. V. 34, N 6. P. 1948-1949.

234. Riggleman B.M., Drickamer H.G. Temperature Coefficient of Resistance of Iodine and Selenium at High Pressure // Journal of Chemical Physics. 1962. V. 37, N 2. P. 446-447.

235. Riggleman B.M., Drickamer H.G. Approach to the Metallic State as Obtained from Optical and Electrical Measurements // Journal of Chemical Physics. 1963. V. 38, N11. P. 2721-2724.

236. Wittig J. Superconductivity of Selenium under Very High Pressure // Phys. Rev. Lett. 1965. V. 15. P. 159.

237. McCann D.R., Cartz L. High-Pressure Phase Transformations in Hexagonal and Amorphous Selenium // J. Chem. Phys. 1972. V. 56. P. 2552.

238. Wittig J. Stability of the metallic state of selenium under pressure // Journal of Chemical Physics. 1973. V. 58, N 6. P. 2220-2222.

239. Fuhs W., Schlotter P., Stuke J. Electrical and Optical Properties of Amorphous and Monoclinic Selenium under Very High Pressure // Physica Status Solidi. 1973. V. 57, N2. P. 587-592.

240. Moodenbaugh A.R., Wu C.T., Viswanathan R. Superconductivity and Phase Stability of Selenium at High Pressures // Solid State Communications. 1973. V. 13, N 9. P. 1413-1416.

241. Soga N., Kunugi M., Ota R. Elastic Properties of Se and As2Se3 Glasses under Pressure and Temperature // Journal of Chemical Physics and Chemistry of Solids. 1973. V. 34, N12. P. 2143-2148.

242. Aoki K., Shimomura O., Minomura S. Pressure Dependence of Resistance and Absorption Edge in Amorphous Se, As2S3 and As2Se3 // 4-th Intern. Conference on high pressure, Kyoto, 1974. P. 314-316.

243. Gupta М.С., Ruoff A.L. Transition in amorphous selenium under high pressure // J. Appl. Phys. 1978. V. 49, N 12. P. 5880-5884.

244. Bundy F.P., Dunn K.J. Electrical behavior of Se and Те to pressure of about 500 kbar//Journal of Chemical Physics. 1979. V. 71, N4. P. 1550-1558.

245. Parthasarathy G., Rao K.J., Gopal E.S.R. Pressure transitions and electron transport behaviour of crystalline Se-Ne alloys // Solid State Communications. 1984. V. 52, N10. P. 867-871.

246. Бражкин B.B., Волошин P.H., Попова C.B. Переход полупроводник-металл в расплаве селена при высоком давлении // Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 50, вып. 9.1. С. 392-394.

247. Brazhkin V.V., Popova S.V., Voloshin R.N. Pressure-temperature phase diagram of molten elements: selenium, sulfur and iodine // Physica B. 1999. V. 265. P. 64-71.

248. Yamamoto I., Ohmasa Y., Endo H. Optical properties of selenium under high pressure // Journal of Non-Crystalline Solids. 1999. N 250-252. P. 423-427.

249. Коул, Лайл. Переключатель с субнаносекундным временем срабатывания для применения в экспериментах с ударными волнами // Приборы для научных исследований. 1971. № 8. С. 148.

250. Дегтерева В.Ф., Сикоров В.Н. Кубическая модификация селена, полученная воздействием импульсного давления // ФТТ. 1977. Т. 19, вып. 7. С. 2201-2203.

251. Kani К., Yamada T., Abe M. Hugoniot and Electric Resistivity on Amorphous Se // Shock Waves in Condensed Matter / Y.M. Gupta (Ed.). 1986. P. 477-482.

252. Экспериментальные данные по ударно-волновому сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ / Р.Ф. Трунин, Л.Ф. Гударенко, М.В. Жерноклетов, Г.В. Симаков. Саров: ВНИИЭФ, 2001.

253. Oh К.Н., Persson P.A. Equation of state for extrapolation of high-pressure shock Hugoniot data // J. Appl. Phys. 1989. V. 65, N 10. P. 3852-3856.

254. Термические константы веществ / Отв. ред. В.П. Глушко. М.: ВИНИТИ 1965-1982. В. 1-10.

255. Прюммер Р. Обработка порошкообразных материалов взрывом. М.: Мир, 1990.

256. Batsanov S.S. Effects of Explosions on Materials: Modification and Synthesisunder High-Pressure Shock Compression. N.Y.: Springer, 1994.

257. Дремин A.H., Похил П.Ф., Арифов М.И. Влияние алюминия на параметры детонации тротила // ДАН СССР. 1960. Т. 131, № 5. С. 1140-1142.

258. Афанасенков А.Н., Богомолов В.М., Воскобойников И.М. Расчет параметров детонационной волны смесей взрывчатых веществ с инертными добавками // ФГВ. 1970. Т. 6, № 2. С. 182-186.

259. Анискин А.И. Детонация взрывчатых веществ с алюминием // Детонация и ударные волны. Черноголовка. 1986. С. 26-32.

260. Давыдов В.Ю., Гришкин A.M., Феодоритов И.И. Экспериментально-теоретическое исследование окисления алюминия в детонационной волне // ФГВ. 1992. Т. 28, №5. С. 124-128.

261. Гришкин A.M., Дубнов JI.B., Давыдов В.Ю. и др. Влияние добавок порошкообразного алюминия на параметры детонации мощных ВВ // ФГВ. 1993. Т. 29, №2. С. 115-117.

262. Имховик H.A., Соловьев B.C. Окисление дисперсного алюминия в продуктах детонации конденсированных ВВ // Proc. 21th Internat, pyrotechnics sem. M.: IChP RAS, 1995. P. 316-331.

263. Ермолаев Б.С., Хасаинов Б.А., Боден Ж., Прель А.-Н. Поведение алюминия при детонации вторичных ВВ. Сюрпризы и интерпретации // Химическая физика. 1999. Т. 18, № 6. С. 60-69.

264. Архипов В.И., Махов М.Н., Пепекин В.И., Щетинин В.Г. Исследование детонации алюминизированных ВВ // Химическая физика. 1999. Т. 18, № 12. С. 5357.

265. Гогуля М.Ф., Долгобородов А.Ю., Бражников М.А. Тонкая структура детонационных волн в смесях октогена с алюминием // Химическая физика. 1998. Т. 18, № 1. С. 41-44.

266. Хвостов Ю.Б. Изучение физики ударных волн в пористых материалах. Отчет ИФЗ им. О.Ю. Шмидта. М. 1984.

267. Трунин Р.Ф., Симаков Г.В., Сутулов Ю.И. и др. Сжимаемость пористых металлов в ударных волнах// ЖЭТФ. 1989. Т. 96, вып. 3(9). С. 1024-1038.

268. Хвостов Ю.Б. Получение неидеальной плазмы при ударном сжатии высокопористых металлов //ДАН СССР. 1987. Т. 294, № 2. С. 302-306.

269. Бриджмен П.В. Новейшие работы в области высоких давлений. М.: ИЛ, 1948.

270. Шматко О.А., Усов Ю.В. Электрические и магнитные свойства металлов и сплавов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1987.

271. Регель А.Р., Глазов В.М. Физические свойства электронных расплавов. М.: Наука, 1980.

272. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочник / Л.В. Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. М.: Наука, 1978.

273. Compendium of shock wave data / M. vanThiel (Ed.). Livermore: Lawrence Livermore Laboratory. Report UCRL-50108. 1977.

274. Баканова A.A., Дудоладов И.П., Сутулов Ю.Н. Ударная сжимаемость пористых вольфрама, молибдена, меди и алюминия в области низких давлений // ПМТФ. 1974. № 2. С. 117-122.

275. LASL Shock Hugoniot Data / Marsh S.P. (Ed.). Berkeley: University California Press, 1980.

276. Бугаева В.А. Евстигнеев A.A. Трунин Р.Ф. Анализ расчетных данных по адиабатам расширения меди, железа и алюминия // Теплофизика высоких температур. 1996. Т. 34, № 5. С. 684-690

277. Stager R.A., Drickamer H.G. Ytterbium Effect of Pressure and Temperature on Resistance // Science. 1963. V. 139. P. 1284.

278. Jullien R., Jerome D. Etude de l'ytterbium et des alliages ytterbium-barium sous haute pression a basse temperature // J. Phys. Chem. Solids. 1971. V. 32. P. 257-265.

279. Верещагин Л.Ф. Твердое тело при высоких давлениях. М.: Наука, 1981.

280. Баканова А.А., Дудоладов И.П., Сутулов Ю.М. Электронные переходы в гафнии, европии и иттербии при высоких давлениях // ФТТ. 1969. Т. 11, вып. 7. С. 1881-1884.

281. Carter W.J., Fritz J.N., Marsh S.P., McQueen R.G. Hugoniot Equation of State of the Lantanides // J. Phys. Chem. Solids. 1975. V. 36, N 718. P. 741-752.

282. Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. Т. 3. Ленинград: Энергоатомиздат, 1988.

283. Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996.

284. Мейдер Ч. Численное моделирование детонации. М.: Мир, 1985.

285. Тапака, К. Detonation Properties of Condensed Explosives Computed Using the Kihara-Hikita-Tanaka Equation of State. National Chemical Laboratory for Industry, Tsukuba Research Center, Yatabe, Tsukuba, Ibaraki, Japan, 1983.

286. Дульнев Г.Н., Новиков B.B. Проводимость неоднородных систем // ИФЖ. 1979. Т. 36, №.5. С. 901-909.

287. Дремин А.Н., Шведов К.К., Авдонин О.С. Сжимаемость и температуры при ударном нагружении некоторых ВВ в пористом состоянии // ФГВ. 1970. Т. 6, № 4. С. 520-529.

288. Сомон Дж. Кумулятивные процессы. Автомодельные решения. // См. 1., с. 210-240.

289. Rudenko V.V., Shaburov M.V. User software MAG for personal computers as a tool for numerical simulation of one-dimensional magneto-hydrodynamic flows // См. 154., с. 321-324.