Разработка методов измерения электрической проводимости металлов и температуры жидких и газообразных сред при взрывном нагружении тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

ГУЛЕВИЧ Максим Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ МЕТАЛЛОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД ПРИ ВЗРЫВНОМ НАГРУЖЕНИИ

01.04.17 - химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск - 2015

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАИС I П1 11МЛЯ

биьли оп кл

На правах рукописи

ГУЛЕВИЧ Максим Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ МЕТАЛЛОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД ПРИ ВЗРЫВНОМ НАГРУЖЕНИИ

01.04.17-химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск - 2015м ...........

|«ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ

: ь1:гпллт:-;ый экземпляр»

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, Пай

Владимир Васильевич ИГИЛ СО РАН ведущий научный сотрудник

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Федоров Александр Владимирович ИТПМ СО РАН заведующий лабораторией

кандидат физико-математических наук Исаков Владимир Павлович Сибирский Федеральный Университет доцент

Ведущая организация: Национальный исследовательский Томский

политехнический университет

Защита состоится «13» марта 2015 г. В 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 003.054.01, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук по адресу: 630090,

г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гидродинамики СО РАН.

Автореферат разослан "_"_2015 г.

И.о. ученого секретаря диссертационного совета,

д.ф.-м.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Исследование поведения материалов под действием мощных импульсных нагрузок представляет большой интерес как в теоретическом, так и в практическом аспектах. Теоретический интерес обусловлен возможностью создать в довольно большом объеме вещества давления до нескольких сотен гигапаскалей. Практический - интенсивным развитием импульсных методов обработки материалов, которые в ряде случаев позволяют создавать новые технологии или получать материалы с новыми физико-химическими свойствами. Можно упомянуть такие известные приложения, как динамический синтез материалов в условиях фазовых переходов, сварка взрывом, взрывное компактирование порошков, получение композиционных материалов. Наиболее распространенные способы создания мощных импульсных нагрузок основаны на использовании накладных зарядов конденсированного взрывчатого вещества и соударении тел, разогнанных продуктами детонации или пороховыми газами. В зависимости от условий на-гружения в среде возникает ударная волна или интенсивное дозвуковое пластическое течение. Фундаментальные исследования процессов импульсного нагружения имеют огромное значение для физики ударных волн, космической и авиационной техники, энергетики, химии, современного машиностроения и горнодобывающей промышленности. Теоретические и экспериментальные исследования в этой области необходимы для разработки методов квалифицированного решения разнообразных динамических задач, связанных с ударноволновым нагружением гомогенных и гетерогенных, жидких и твердых сред, для изучения и практического применения процессов распространения детонационных и ударных волн в реагирующих средах, для анализа электромагнитных явлений, генерируемых при ударе и взрыве. Важнейшая роль здесь принадлежит разработке и систематизации методов исследования быстропротекающих нестационарных процессов.

Целью настоящей работы является разработка бесконтактного метода экспериментального определения электрической проводимости немагнитных металлов и сплавов и термопарного метода измерения температуры в жидких и газообразных средах при ударно-волновом нагружении.

На защиту выносятся

• Разработанный бесконтактный метод измерения электрической проводимости металлов и сплавов в ударных волнах.

• Электромагнитный метод измерения массовой скорости за фронтом ударных волн в инертных и реагирующих средах.

• Экспериментальные данные о проводимости алюминия и меди в диапазоне давлений до 15 ГПа

• Разработанный термопарный метод измерения температуры ударно-сжатых жидких и газообразных сред.

• Экспериментальные результаты по измерению температуры ударно сжатой воды и матрицы эмульсионного взрывчатого вещества.

Научная новизна и практическая ценность работы.

Применение результатов выполненной работы возможно для исследования процессов детонации взрывчатых веществ и воздействия высоких импульсных давлений на материалы с целью усовершенствования существующих технологических процессов взрывной обработки материалов и повышения экономического эффекта, а также для фундаментальных исследований, например для построения уравнений состояния. Существующие научные проблемы делают актуальным исследование электродинамических процессов при ударном сжатии конденсированных сред и, в частности, явлений, сопровождающих резкие изменения электрической проводимости. Такое исследование необходимо как для развития новых методов диагностики физического состояния конденсированного вещества, в данной работе - разработке нового метода измерения температуры жидких и газообразных сред при ударно-волновом нагружении, так и для определения механизмов ударно-индуцированных превращений, создания новых способов управления генерируемыми потоками тепловой и электромагнитной энергии. Эти задачи соответствуют фундаментальным научным проблемам физики ударных волн и физики высоких плотностей энергий.

Достоверность результатов проведенных исследований обеспечена высоким методическим уровнем проведения настоящей работы, проверкой численных методов на точных решениях, согласованностью данных разных экспериментальных методик и корреляцией с результатами других работ.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на конференциях и семинарах, в числе которых:

• ХЫУ Международная научная студенческая конференция "Студент и научно-технический прогресс". (Новосибирск, 2006)

• VI Всероссийская конференция молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии». (Новосибирск, 2007)

• Международная конференция «IX Харитоновские тематические научные чтения. Экстремальные состояния вещества, детонация, ударные волны». (Саров, 2007)

• Всероссийская конференция «Проблемы механики сплошных сред и физики взрыва», посвященная 50-летию Института гидродинамики им.М.А. Лаврентьева СО РАН. (Новосибирск, 2007)

• VII Всероссийская конференция молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии». (Новосибирск, 2009)

• Всероссийская научная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения Профессора М.С. Горохова. (Томск, 2009 г)

• Международная конференция «Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике». (Новосибирск, 2010)

• 14th Intern, detonation symp., (Coeur d'Aleñe, Idaho, USA, 2010)

• Международная конференция по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов. (Томск, 2011)

• 9 Всероссийская конференция молодых ученых. (Новосибирск, 2012)

• VI международная научная конференция «Новые перспективные материалы и технологии их получения». (Волгоград, 2014)

• Семинары Института Гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН. (Новосибирск, 2008-2014)

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 108 страниц. Диссертация содержит 28 рисунков. Список цитируемой литературы включает 92 наименования.

Личный вклад соискателя. Автор участвовал в постановке задач, решаемых в рамках диссертационной работы, осуществлял анализ литературы по теме исследования, разрабатывал методики измерения проводимости металлов и температуры жидких и газообразных сред при импульсном нагружении, проводил эксперименты, численные расчеты и обрабатывал результаты, принимал участие в интерпретации полученных данных, осуществлял подготовку к публикации статей.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные цели и задачи исследования, рассмотрена научная новизна, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен краткий обзор работ, касающихся исследования электропроводности и измерения температуры различных материалов при импульсном нагружении. Систематические исследования электропроводности конденсированных веществ при ударном сжатии были начаты в 1950-х годах, такими авторами как Alder B.J., Christian R.H., David H.G., Hamann S.D., Linton M., Бриш A.A., Тарасов M.С., Цукерман В.А., Альтшулер Л.В., Кулешова Л.В., Павловский М.Н., Graham R.A., Jones O.E., Holland J.R., Doran D.G., Ahrens T.J., Hayes В., Fuller P.J.A., Price J.H., Matissov G.V., Keeler R.N., Mitchell A.C., продолжены А.Н.Дреминым, Г.И.Канелем, Г.Розенбергом, Т.Машимо, Ю.Кимура, К.Нагаяма, Ю.Н.Жугиным, К.К.Крупниковым А.И.Гончаровым, В.Н.Родионовым и др. В результате усилий большой группы исследователей была получена ценная экспериментальная информация об электрической проводимости большого количества материалов: металлов, полупроводников, диэлектриков при ударном сжатии.

Измерению температуры в твердых непроводящих средах посвящен ряд работ таких авторов как Дремин А.Н., Иванов А.Г., Илюхин B.C., Колог-ривов В.Н., Нестеренко В.Ф., Пай В.В., Rozenbrg Z., Partom Y., Bloomquist D.D., Sheffield S.A., Dick J.J., Styris D.L, .Migault A., Jacquesson J. и др., в которых терморезистивными и термопарными методами были определены температуры ударного сжатия диэлектриков и металлов. Также пирометрическими методами измерялась температура в продуктах детонации твердых и жидких взрывчатых веществ И.М. Воскобойниковым, А.Я. Апиным, В.Н. Колог-ривовым, Ф. Гибсоном, М. Боузером. Несмотря на значительное количество существующих методов исследования электродинамических и термодинамических процессов при ударном сжатии конденсированных сред, выявленные научные проблемы делают актуальными задачи дальнейшей разработки новых методов.

Во второй главе изложен предлагаемый в настоящей работе метод измерения электрической проводимости металлов и сплавов в условиях ударного нагружения. Рассматривается решение задачи о затухании вихревых токов в плоских пластинах неограниченных размеров.

Для понимания сути предлагаемого метода измерения проводимости обратимся к схеме, изображенной на рис.1. Имеется плоский лист проводящей фольги 1 толщиной <50, неограниченных поперечных размеров из материала с

электрической проводимостью а0. Над фольгой находится виток 2 с током /0, расположенный на расстоянии много большем S0 от листа. Под фольгой, на расстоянии А0от источника магнитного поля размещен индукционный датчик 3. При мгновенном выключении тока в витке в фольге возникают

вихревые токи, поле которых аналогично полю, создаваемому изначальным источником, удаляющимся со скоростью К0 = 2 / от фольги. Возни-

кающая в индукционном датчике ЭДС будет даваться выражением

е(О = 10М'(И0+У0{1))У0, где М\г) - производная по г от коэффициента взаимной индукции датчика и удаляющегося изображения витка с током. В случае, когда ток в витке 1(е) является произвольной функцией времени его изменение можно рассматривать, как последовательность бесконечно малых скачков тока. Тогда, напряжение на индукционном датчике будет представляться в виде интеграла

О

Как видно из уравнения (1) ЭДС индукции зависит от проводимости материала фольги. На этом выводе и основан предлагаемый метод определения проводимости материала фольги при динамическом нагружении.

Пусть фольгу окружает инертная среда, по которой распространяется плоская ударная волна, фронт волны параллелен поверхности фольги. При прохождении ударной волны через фольгу, последняя приобретает скорость и , равную массовой скорости среды, и подвергается действию давления, вследствие чего меняется электрическая проводимость материала фольги и ее толщина. Если ударная волна выходит на фольгу в момент, когда ток источника уже обратился в нуль, то магнитное поле создается только вихревыми токами в фольге. Это поле эквивалентно полю, создаваемому последовательностью изображений источника, движущимися с одинаковой скоростью У0 от фольги. Сразу после выхода ударной волны на фольгу, скорость изображений относительно фольги изменится скачком и станет равной V = 2!{/лйа5), где

2 а

О /

Рис. 1.1- лист фольги, 2 - виток с током, задающим магнитное поле. 3 - индукционный датчик; б - распределение плотности тока в фольге.

ст = а{р,Т) и 5 = 5{р,Т) - электрическая проводимость и толщина фольги, р, Т - давление и температура фольги в условиях ударного сжатия. При этом скорость движения изображений относительно неподвижного датчика будет V-V . Тогда ЭДС индукции в датчике в момент - с0 выхода ударной

волны на фольгу также должна измениться скачком так, что отношение ее значений до и после начала движения фольги будет равно отношению скоростей движения изображений относительно датчика в соответствующие моменты времени

е«0-0)/е(10+0) = Ув/(У-и) (2)

Измеряя величины скачка напряжения на индукционном датчике и массовую скорость в момент выхода ударной волны на фольгу, из уравнения (2) определяется проводимость материала фольги при-ударно-волновом сжатии. Измерение массовой скорости проводится по схеме аналогичной изображенной на рис.1, только источник магнитного поля располагается под фольгой. При таком размещении источника поля напряжение на индукционном датчике при выходе ударной волны на фольгу оказывается равным

е«о + 0) = 21оиМ\Ио), где И0 - сумма расстояний от фольги до источника поля и индукционного датчика, и не зависит от проводимости материала фольги. Совмещая обе вышеописанные схемы измерения, то есть, размещая один из источников магнитного поля над фольгой, а второй под ней, можно, варьируя расстояния от источников до фольги, добиться того, что скачок напряжения на индукционном датчике будет зависеть только от изменения проводимости материала фольги, и не будет зависеть от величины массовой скорости. В этом случае отношение напряжений на датчике до и после выхода ударной волны на фольгу удовлетворяет соотношению

е((о-0)/£((0+0 ) = К0/К, (3)

не включающему массовую скорость. Из этого соотношения определяется V = 21{ц0сг8), откуда можно выразить электрическую проводимость фольги ст , с учетом изменения толщины фольги 5 при ее нагружении. Другим вариантом измерения проводимости является следующий: проводится два одинаковых эксперимента по схеме, изображенной на рис. 1, но с разной толщиной фольги. Тогда, подставляя измеренные величины ЭДС индукции в датчиках из двух экспериментов в (2) и решая полученную систему уравнений, найдем значение сг материала фольги за ударной волной. В реальном эксперименте вместо токовых источников исходного магнитного поля использовались постоянные неодимсодержащие магниты диаметром 3 мм и толщиной 1 мм.

Верхний магнит размагничивался под действием проходящей через него ударной волны, формируемой составным зарядом взрывчатого вещества (ВВ), в результате чего в металлической фольге, размещенной в инертном материале (фторопласт-Ф-4), индуцировались вихревые токи, создающие изображение магнита.

Расстояния от магнитов до фольги варьировалось таким образом, чтобы выполнилось условие (3), магниты располагались соосно с индукционным датчиком, представляющим собой двух-четырех-витковую катушку диаметром 20 мм. Сигнал с датчика поступал на вход осциллографа.

На рис.2 показана осциллограмма, полученная в эксперименте с расположением магнитов сверху и снизу алюминиевой фольги. На данном рисунке момент времени / = 0 соответствует моменту выхода детонационной волны на верхний магнит, 10 =1,15 мкс - момент выхода ударной волны на фольгу, = 1,25 мкс - момент, когда фольга начинает двигаться с массовой скоростью среды. Отношение V / У0 определялось по скачку напряжения в интервале времени от 10 до .

С помощью вышеописанной методики была проведена серия экспериментов по определению зависимости электрической проводимости алюминиевых фольг, имеющих толщины 50 мкм-150 мкм, в диапазоне давлений до 14 ГПа. В качестве основного заряда взрывчатого вещества использовались: гексоген, аммонит №6ЖВ, смеси аммонита №6ЖВ с гексогеном, с содой и т.д., что позволило варьировать в опытах величину давления. Для определения проводимости, по известной ударной адиабате алюминия рассчитывалось изменение толщины фольги в момент нагружения, а по модели Ми-Грюнайзена, вычислялось изменение ее температуры. На самом деле, давление в фольге становится равным давлению в окружающей среде после ряда ревербераций, но считалось, что в указанном диапазоне давлений расчеты

Рис. 2. Зависимость ЭДС от времени в индуктивном датчике при движении фольги в магнитном поле двух магнитов.

температуры и сжимаемости алюминия можно вести по ударной адиабате, ввиду ее близости к изэнтропе. В результате расчетов определялось отношение <?(р, Т) / сг(О, Т), где <т(О, Т) - проводимость алюминия при нормальном давлении и температуре ударного сжатия. В линейном приближении зависимость проводимости от давления в диапазоне до 14 ГПа при импульсном на-гружении, может быть представлена в виде

<j(p, Т) / <т(0, Г) = 1 + (0.013 ± 0.004)р, где давление берется в ГПа.

Полученные в эксперименте значения отношения V / V0 = cr0S01 сг5 в диапазоне давлений до 14 ГПа приведены на рис.3 вместе с данными работы Гончарова А.И., Родионова В.Н. «Электросопротивление меди и алюминия при ударноволновых на-гружениях» (2 Всесоюзная конференция «Лаврентьев-ские чтения по математике, механике и физике». Киев-1985 г. тезисы доклада. С. 7273). Заметим, что изменение характера зависимости сопротивления от давления при 10 ГПа, обнаруженное в работе А.И. Гончарова и В.Н. Родионова, в наших опытах не наблюдается. Это еще раз указывает на то, что с повышением давления влияние неконтролируемой деформации, как чувствительного элемента, так и элементов измерительной системы в контактных измерениях существенно искажает достоверность результатов экспериментов.

Таким образом, бесконтактным методом экспериментально определена электрическая проводимость алюминия при динамическом нагружении. Показано, что постановка экспериментов, исключающих влияние неконтролируемой деформации, позволяет получать достоверные результаты с высокой точностью.

р, ГПа

Рис. 3. Зависимость относительного сопротивления алюминиевой фольги от давления при ударно-волновом нагружении, определенная экспериментально по схеме рис. 1. Черными ромбами -данные работы А.И. Гончарова и В.Н. Родионова.

Результаты по второй главе

Найдено аналитическое решение задачи о затухании вихревых токов в плоской пластине неограниченного размера, движущейся в поле двух источников магнитного поля.

Разработан метод измерения электрической проводимости металлов и сплавов при их импульсном нагружении. Проведены эксперименты по измерению электрической проводимости алюминия в диапазоне давлений до 14 ГПа. Полученную зависимость можно представить в виде ст{р,Т)1 <х(0,Г) = 1 + (0.013 ±0.004)/?, где р берется в ГПа.

В третьей главе предложена модификация метода измерения электрической проводимости, отличающаяся тем, что исследуемый образец может быть выбран в виде тонкого плоского диска произвольного радиуса. Это позволяет проводить измерения в случаях, когда обеспечение условий плоского ударно-волнового нагружения затруднительно, например, при применении порошкообразных взрывчатых веществ насыпной плотности или зарядов ВВ малого размера для создания высоких давлений. Разумеется, аналитические решения, полученные во второй главе и использованные в качестве базовых, непригодны для описания процесса затухания вихревых токов в диске конечных размеров. Поэтому был разработан алгоритм численных расчетов, позволяющий найти распределение токов в диске, подвергающемся ударно-волновому нагружению, в произвольный момент времени.

Схема эксперимента с двумя источниками магнитного поля показана на рис. 4. Тонкий (¿«ЯД плоский диск фольги 4 радиуса проводимостью а, находится в аксиально-симметричном магнитном поле источников 3 и 7, расположенных на оси симметрии. Соосно с диском из фольги на некотором расстоянии от нее находится индукционный датчик - б, представляющий собой одно- или несколько-витковую катушку. Осциллограмма зависимости напряжения на индукционном датчике от времени приведена на рис.5. Зависимость относительного сопротивления медной фольги от давления представлена на рис.6. Изменение проводимости определялось по скачку

Рис. 4. Схема эксперимента. 1 -непродетонировавшее ВВ, 2 -фронт детонации, 3 - верхний магнит, 4 - диск фольги, 5 - инертная среда, 6 - индукционный датчик, 7 -нижний магнит.

напряжения в момент выхода ударной волны на диск (рис.4). По этой схеме была проведена серия экспериментов по измерению электрической проводимости медной фольги конечных размеров при ее импульсном нагружении в диапазоне давлений до 16 ГПа.

и мкс 3

Рис. 5. Зависимость напряжения на индукционном датчике от времени в эксперименте по схеме рис. 4

15 Р,ГПа 20

Рис. 6. Зависимость относительного сопротивления медной фольги от давления.

Полученные данные находятся в противоречии с результатами работы А.И. Гончарова и В.Н. Родионова, в которой указывается на монотонный характер роста сопротивления медной ленты с давлением, причем, по мнению авторов, изменение сопротивления происходит с задержкой после скачка давления. Такая разница, скорее всего, объясняется тем, что при контактных измерениях сопротивления датчиками, представляющими собой тонкие ~ 10 мкм ленты из меди, существенной оказывается неконтролируемая деформация, как чувствительного элемента, так и измерительного контура.

Результаты по третьей главе

Получено численное решение задачи о затухании вихревых токов в дисках конечного размера, движущихся в поле двух источников магнитного поля.

Разработан метод измерения электрической проводимости металлических образцов в виде дисков конечного размера при их импульсном нагружении.

С помощью предложенного метода получены экспериментальные данные по зависимости электрической проводимости меди от давления в диапазоне до 16 ГПа.

а) б)

Рис.7. Схема измерения температуры ударно-сжатой среды

а) 1 - заряд ВВ, 2 - фторопластовый экран, 3 - среда, 4 - термобатарея

б) 1 - трехслойная (медь-константан-медь) часть термопары, 2 - монометаллическая (константан) часть термопары, 3 - горячие спаи термобатареи

В четвертой главе предложен новый экспериментальный метод, основанный на использовании эффекта Зеебека, применимый для измерения температуры в ударно-сжатых жидких и газообразных, в том числе и реагирующих, средах. Датчиком температуры является батарея пленарных термопар, размещенная в ударно-сжатой исследуемой среде. Батарея представляет собой набор последовательно соединенных термопар, причем каждая состоит из монометаллической (константан) и трехслойной (медь-константан-медь) частей. Горячим спаем термопары является место сочленения монометаллической и трехслойной частей термопары. Зависимость напряжения на термопаре от температуры горячего спая T(t) дается выражением ПО

V(t) = Г-~s/"-)-dT , где Т0 - температура холодного спая, Sk, Sm -

J \ + trkSk/2ermöm т0

коэффициенты термо-ЭДС, ак , а„, - проводимости, 8к , 8т - толщины кон-стантана и меди соответственно. Чувствительность такой термопары включает зависимость проводимости меди от давления, определенную в предыдущей главе. С помощью этого метода были проведены эксперименты по измерению температуры воды и основы эмульсионного ВВ за фронтом ударной волны. Схема эксперимента и конструкция батареи планарных термопар изображены на рис.7.

Ударная волна в среде формировалась взрывом цилиндрического заряда аммонита или гексогена высотой 200 мм, диаметром 80 мм через фторопластовый экран толщиной б мм. Измеренные скорости ударных волн в воде оказались равными 3,57 км/с ± 0,1 км/с и 4,3 км/с ± 0,1 км/с. Давления за фронтом, определенные по ударной адиабате воды 4,0 ГПа и 6,7 ГПа. Как видно из осциллограммы зависимости напряжения на термобатарее от времени (рис. 8), максимальные значения напряжения достигаются через ~ 2,0 мкс после выхода ударной волны на горячий спай.

16 14 12 10 8 6 4 2 О

28 29 30 31 32 33 34 35 Рис. 8. Осциллограмма напряжения на термобатарее (р=4.0 ГПа)

Термобатарея состояла из 8 термопар, и измеренные максимальные напряжения соответствуют изменению температуры 125°±12.5° С при давлении 4,0 ГПа и 340°±34° С при 6,7 ГПа. Соответствующие расчетные значения температуры из работы М.Н. Rice, J.M. Walsh «Equation of state of water to 250 kilobars» (J. of Chem. Phys.-26, №4-1957 r. pp. 824-830) составляют 176° С и 352° С. Различие, измеренной температуры с расчетной, может объясняться особенностями выбора уравнения состояния воды. Измеренные температуры в основе эмульсионного ВВ при давлениях 3,4 ГПа, 6,5 ГПа, 9,5 ГПа оказались равными 150°±15° С, 190°±19° С, 255°±25.5° С, что согласуется с расчетами, выполненными В.В. Сильвестровым и др. в предположении, что удельная теплоемкость эмульсии не изменяется в рассматриваемом диапазоне параметров и равна 2.1 Дж/(гтрад).

Результаты но четвертой главе

Разработан термопарный метод измерения температуры в жидких и газообразных, в том числе и реагирующих, средах, при динамическом нагру-жении.

V, мВ V4

/ уг \

-ч {

..j (.МКС

В заключении приводятся основные результаты работы с их кратким обсуждением. Наиболее важными являются следующие:

1. Разработан бесконтактный электромагнитный метод измерения электрической проводимости металлов и сплавов при импульсном нагруже-нии, основанный на измерении времени затухания вихревых токов в исследуемом образце.

2. С помощью предложенного метода экспериментально определены электрические проводимости алюминия и меди при динамическом нагруже-нии до давлений 14-16 ГПа. Показано, что постановка экспериментов, исключающих влияние неконтролируемой деформации, позволяет получать достоверные результаты с высокой точностью.

3. Разработан новый экспериментальный метод, основанный на использовании эффекта Зеебека, применимый для измерения температуры в ударно-сжатых жидких и газообразных, в том числе и реагирующих, средах.

4. Проведены измерения температуры при ударном сжатии воды и матрицы эмульсионного взрывчатого вещества в диапазоне давлений до 10 ГПа, показано хорошее согласие с расчетами.

Результаты диссертации изложены в следующих работах:

• Пай В.В., Кузьмин Г.Е., Гулевич М.А., Лукьянов Я.Л., Яковлев И.В. Бесконтактный метод измерения массовой скорости в непроводящих средах при ударно-волновом нагружении. Физика и техника ысоко-энергетической обработки материалов: Сб. научн. тр. /Редколл.: В. В. Соболев (отв. ред) и др. - Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2007. С. 174185

• Пай В.В., Кузьмин Г.Е., Гулевич М.А., Лукьянов Я.Л., Яковлев И.В. Метод исследования ударно-волнового нагружения материалов. Известия Вогоградского технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». 2008. № 3 (41), вып 3. С. 73-76.

• В.В.Сильвестров, В.В.Пай, М.А. Гулевич, A.B. Пластинин, С.И. Ра-фейчик. Параметры детонационной волны низкоскоростных эмульсионных ВВ. Известия ВолгГТУ, выпуск 4, №5(65), 2010. С.50-55.

• Гулевич М.А., Пай В.В., Яковлев И.В. Метод определения электрической проводимости немагнитных материалов при динамическом нагружении. ФГВ, 2010, Т. 46, №2, С.121-127.

• . Гулевич М.А. Измерение электрической проводимости медипри

импульсном нагружении. ФГВ, 2011, Т. 47,№ 6, С. 110-116.

• Пай В.В., Гулевич М.А., Яковлев И.В., Игнатенко А.Г., Саяпин В.В. Импульсные преобразователи энергии плазменной струи в электрическую. Известия ВолгГТУ. Сварка взрывом и свойства сварных соединений. Волгоград, 2012 г., т.6, С. 71-75.

• М. А. Гулевич, В. В. Пай, И. В. Яковлев, В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, C.B. Хаустов. Термопарный метод измерения температуры газообразных и жидких сред при их ударном сжатии. Известия ВГТУ. Серия: Сварка взрывом и свойства сварных соединений. Вып. 6 : меж-вуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2013. - № 18 (121). - С. 1417., 2013

Подписано в печать 1 ^ с 15 п Заказ№ 167

Формат бумаги 60*84 1\16 Объем 1 п.л.

Тираж 75 экз. Бесплатно

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

15-383

0016041

2010016041