Образование ударных волн и откольные явления в металлах

Другое очень интересное направление – лазерная генерация ударных волн. То есть, когда  вещество, скажем металл, нагревает очень короткий световой импульс. Нагревает изохорически, то есть без изменения объёма. При этом в нагретом очень тонком поверхностном слое вещества толщиной порядка нескольких сотен нанометров возникают мегабарные давления, которые приводят  к возникновению ударных волн очень высокой амплитуды и малой длительности, которые распространяются вглубь образца. Отличительной их особенностью является рекордно малая локализация в пространстве. Характерный масштаб локализации такой ударной волны в веществе составляет несколько сотен нанометров.

Уникальность таких волн заключается в возможности исследования динамических прочностных свойств нанослоев различных материалов при экстремально высоких скоростях деформирования вещества. Эксперименты показывают, что так называемая динамическая прочность нанослоев при столь коротких нагрузках возрастает в сотни раз, приближаясь к предельной, атомарной прочности вещества. То есть, чтобы очень быстро разорвать вещество, нужно приложить гораздо большее усилие.   Здесь действуют другие механизмы возникновения пластических деформаций и разрушений, по сравнению с взрывной ударной волной. Данная информация является очень важной для построения широкодиапазонных уравнений состояния вещества.

С помощью фемтосекундных импульсов мы исследует откольную  прочность металлов в твёрдой и жидкой фазах при очень высокой скорости растяжения. Последние достижения – у израильских и американских физиков108 пс–1 (т. н. обратных секунд, то есть скорость). Мы тоже провели такие измерения, получив 109.

Comments are closed.