High-Pressure Shock Compression of Solids VII: Shock Waves and Extreme States of Matter

در اواسط دهه 1950، مطالعات تجربی مواد متراکم در فشارهای فوق‌العاده بالا (به عنوان مثال، چگالی انرژی بالا) در ادبیات ظاهر شد که با استفاده از امواج ضربه‌ای قوی برای تغییر وضعیت مواد مورد مطالعه امکان‌پذیر شد. . از آن زمان، نتایج آزمایش‌های هسته‌ای آزمایشگاهی و زیرزمینی، داده‌های معادله حالت را برای بسیاری از عناصر و ترکیبات شیمیایی در طیف وسیعی از حالت‌های ترمودینامیکی ارائه کرده‌اند. آنها همچنین به دانشمندان اجازه دادند منحنی‌های ذوب فشار بالا را تعیین کنند، انتقال‌های الکترونیکی ناشناخته قبلی را کشف کنند، پلاسمای کاملاً غیر ایده‌آل تولید کنند و پدیده‌هایی را که در مقادیر بسیار بالاتر پارامترهای فیزیکی رخ می‌دهند، مطالعه کنند. داده ها دارای ارزش علمی اساسی هستند و آگاهی از خواص موج شوک مواد و معادلات حالت آنها در محدوده وسیعی از متغیرهای ترمودینامیکی برای حل بسیاری از مسائل مهم علمی و فنی ضروری است.

امواج ضربه ای و حالت های شدید ماده شرح مفصلی از توسعه فناوری روسی برای انجام آزمایش های دینامیکی برای مطالعه خواص و رفتار مواد و برخی از نتایج اساسی که تاکنون به دست آمده است را ارائه می دهد. این کتاب شامل نظرسنجی هایی است که توسط دانشمندان برجسته روسی در این زمینه تهیه شده است. نتایج تجربی و نظری نویسندگان ارائه شده است و یک تعمیم و نظام مندی از مطالب گسترده در مورد فیزیک امواج ضربه ای و پدیده های فشار بالا ارائه شده است.

موضوعات مورد بحث عبارتند از:

توسعه تکنیک های تحقیقاتی دینامیکی برای مطالعه فشار بالا

مشکلات انفجار مواد منفجره متراکم و ایجاد دستگاه های برخورد با سرعت بالا

داده های فشرده سازی شوک که در فلزات جامد و بسیار متخلخل به حداکثر فشار 10 TPa می رسد. مدل‌های محاسباتی و توصیف داده‌های تجربی شامل Hugoniots با دامنه وسیع برای 80 ماده

مکانیسم‌ها، سینتیک و ترمودینامیک تبدیل‌های چندشکلی

بررسی‌های تجربی، نظری و محاسباتی پاسخ فلزات در محدوده تغییر شکل الاستیک-پلاستیک

اندازه گیری دمای نوری بر روی کریستال های یونی و آرگون مایع و زنون که امکان توسعه معادلات بهبود وضعیت این مواد و گسترش منحنی های ذوب را فراهم می کند. از کریستال های یونی

داده های فشرده سازی شبه همسانتروپیک برای هیدروژن مولکولی و دوتریوم و پارامترهای یک EOS جدید برای فازهای جامد و مایع

هر دو یک توسعه نیمه تجربی مدل واندروالس جهت توصیف داده‌های تجربی حالت‌های متراکم ماده و یک مدل شیمیایی پیشینی پلاسمای بسیار غیر ایده‌آل، EOS‌های وسیعی را تولید می‌کند

شکستگی ساختارهای بزرگ تحت تأثیر نیروهای دینامیکی.</ P>

In the mid-1950s, experimental studies of condensed matter at ultrahigh pressures (i.e., high energy densities) started to appear in the literature, made possible by use of strong shock waves to alter the state of the material studied. Since then, laboratory and underground nuclear test results have provided equation-of-state data for many chemical elements and compounds over a very wide range of thermodynamic states. They have also allowed scientists to determine high pressure melting curves, to discover previously unknown electronic transitions, to produce strongly non-ideal plasmas, and to study phenomena that occur at much higher values of physical parameters than are attainable by other methods. The data are of fundamental scientific value, and knowledge of shock-wave properties of materials and their equations of state over a wide range of the thermodynamic variables is necessary for the solution of many important scientific and technical problems.

Shock Waves and Extreme States of Matter presents a detailed account of the development of Russian technology for conducting dynamic experiments to study material properties and behavior and some of the basic results so far obtained. The book consists of surveys prepared by the leading Russian scientists in the field. Experimental and theoretical results of the authors are presented and a generalization and systematization of the extensive material on the physics of shock waves and high-pressure phenomena is provided.

Topics discussed include:

Development of dynamic research techniques for studying high pressure

Problems of detonation of condensed explosives and creation high-velocity-impact devices

Shock compression data that reach a maximum pressure of 10 TPa in solid and highly porous metals. Computational models and descriptions of experimental data include wide-range Hugoniots for 80 substances

Mechanisms, kinetics and thermodynamics of polymorphic transformations

Experimental, theoretical, and computational investigations of the response of metals in the range of elastic–plastic deformation

Optical temperature measurements on ionic crystals and liquid argon and xenon that permit development of improved equations of state of these materials and extend the melting curves of ionic crystals

Quasi-isentropic compression data for molecular hydrogen and deuterium and the parameters of a new EOS for the solid and liquid phases

Both a semiempirical extension of van der Waals’ model oriented toward experimental data description of dense states of matter and an a priori chemical model of highly non-ideal plasma produce wide-range EOSs

Fracture of large structures subjected to the action of dynamic forces.