沖擊相變

內容概要

本書系統(tǒng)地總結了半個世紀以來沖擊相變的研究方法、成果、現(xiàn)象和規(guī)律。全書12章，主要分為以下幾個組成部分：沖擊波和沖擊實驗基礎、沖擊相變基本理論、沖擊相變實驗研究成果、沖擊相變本構和相變波傳播、沖擊相變對材料和結構破壞的影響。    本書可作為物理、力學、材料科學、地球科學等專業(yè)的高年級本科生和研究生教材，也可作為動高壓物理、爆炸與沖擊領域的科研人員參考書，對國防、民用工程和新材料開發(fā)等領域的工程技術人員有著重要的參考價值。

作者簡介

唐志平，教授，博士生導師，教育經(jīng)歷：學士，1963-1968，力學，中國科學技術大學，碩士，1978-1981，力學，中國科學技術大學。科學研究：材料沖擊力學性能和瞬態(tài)測試技術；沖擊相變；離散元和多尺度數(shù)值方法；激光推進技術。

書籍目錄

序言前言第1章 緒論第2章 沖擊波和本構方程基礎  2.1 概述  2.2 流動方程    2.2.1 應力、應變約定    2.2.2 流動方程  2.3 固體高壓狀態(tài)方程    2.3.1 Bridgman方程    2.3.2 Murnagham方程    2.3.3 Gruneisen方程  2.4 間斷條件和沖擊絕熱線  2.5 Hugoniot線的進一步討論    2.5.1 Hugoniot線的主要特點    2.5.2 Hugoniot線以外狀態(tài)的計算    2.5.3 沖擊波后溫度的計算  2.6 激波穩(wěn)定性  2.7 流體彈塑性介質  2.8 常用率相關低壓本構模型  2.9 固體高壓本構模型  2.10 附錄：沿等壓方向求解卸載等熵線第3章 動態(tài)實驗技術  3.1 沖擊加載技術    3.1.1 分離式Hopkinson壓桿    3.1.2 氣炮    3.1.3 化爆加載技術    3.1.4 高能輻射加載    3.1.5 靜高壓技術  3.2 宏觀量的瞬態(tài)測試方法    3.2.1 概述    3.2.2 粒子速度的測量    3.2.3 壓力傳感器    3.2.4 溫度測量  3.3 微觀量的瞬態(tài)測試方法    3.3.1 x射線衍射測量    3.3.2 光譜學測量  3.4 回收技術及顯微分析  3.5 實驗數(shù)據(jù)處理和Lagrange分析方法第4章 相變熱力學  4.1 相、相變及其分類  4.2 相變的熱力學關系  4.3 相變的熱力學理論    4.3.1 Landau理論    4.3.2 入型相變的Tizza理論  4.4 化學熱力學基礎    4.4.1 化學勢    4.4.2 化學勢的圖解法    4.4.3 平衡條件和反應方向    4.4.4 相率  4.5 沖擊相變的RH線    4.5.1 P—V—T空間中的RH線    4.5.2 混合相RH線初始斜率的確定    4.5.3 相變點等熵線斜率的間斷    4.5.4 Us—UP平面上相變材料的RH曲線  4.6 高密度相性質的確定  4.7 附錄：熱力學勢函數(shù)第5章 相變動力學  5.1 均勻成核    5.1.1 成核功    5.1.2 溫度、外力與成核的關系    5.1.3 應變和界面能對成核的影響  5.2 成核速率    5.2.1 成核速率　……第6章 沖擊相變本構模型第7章 馬氏體相變和有序-無序相變第8章 固態(tài)多形性沖擊相變的實驗現(xiàn)象第9章 二級相變、沖擊溶化和氣化第10章 相變塑性和剪力作用第11章 沖擊相邊界第12章 沖擊相變對材料和結構破壞特性的影響參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 緒論物質在一定溫度和壓力下，會產生物相轉變，如三態(tài)變化，這就是所謂相變。相變是自然界中普遍存在的一種臨界現(xiàn)象，屬于固體物理學和材料科學的重要研究內容之一。相變能引起材料的力、電、磁、聲、光等一系列物理、力學性質的顯著變化，這對于工程材料的應用和開發(fā)，具有十分重要的意義。固體材料在受到高速撞擊、爆炸等強沖擊載荷的作用時，可能會屈服甚至發(fā)生相轉變。沖擊下材料的相變特性對于材料的動態(tài)性質和結構物的動態(tài)響應有重大的影響，這一點可以粗略地從兩方面來說明：其一，相變后的材料具有和初始材料不同的物理、力學性質，實質上已經(jīng)成為一種新材料，如石墨一金剛石的相轉變；其二，相變會強烈地改變介質中沖擊波的波形，造成所謂的沖擊波陣面的三波結構和卸載沖擊波。圖1-1示意地畫出相變波形的構成，圖中S1和S2是材料屈服引起的彈、塑性波陣面，S3是由于材料相變產生的相變波波陣面，加載陣面形成“三波結構”。R2則為卸載時由于相的逆轉變產生的卸載沖擊波（或稱為稀疏沖擊波）。顯見，材料性質和應力波形的改變必然會影響材料和結構物對沖擊載荷的響應和破壞特性。Shockey等（1975）和Bertholf等（1975）的實驗和計算表明，鋼靶在受到超高速碰撞時產生的層裂破壞受到靶材相變的強烈影響（詳見第12章）。因此開展材料中沖擊相變及其影響的研究是十分重要和必要的。關于物相變化的觀察可以追溯到史前，相變的科學研究則開始于19世紀下半葉。冶金學家利用金相顯微技術對于鋼鐵熱處理中的奧氏體、馬氏體、珠光體等金相組織進行鑒定，初步掌握了鋼鐵相變的一些規(guī)律。礦物學家則發(fā)現(xiàn)了多種晶體的多形性（polymorphism）相轉變。

編輯推薦

《沖擊相變》內容主要限于對幾十GPa壓強下固體相變的研究，這個壓強區(qū)內的相變多屬同質異構相變，即固固相變，不涉及固液一氣態(tài)相變。該書的主要特點有：①歸納與總結了半個世紀以來國內外沖擊相變研究的成就，包括作者本人對沖擊相變本構模型與相變波傳播方面的研究成果；②書內側重于力學效應的分析，但對相變的物理機制和與沖擊波物理相關的基礎知識，也做了較為系統(tǒng)的介紹；③該書是一本專著，既可以作為有關專業(yè)的教材，也可作為從事高壓物理、固體力學、材料物理及地球和行星物理學等領域科技工作者的參考書。

圖書封面

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