模拟仿真聚能射流对撞对超导材料粉体作用方法探索

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超导材料是一项具有非常重要战略意义的高新技术,不但广泛用于信息、检测、交通运输、电力技术等领域,还有着重要的研究和开发价值。我国在超导材料及其应用领域总体上处于国际先进行列,基本掌握了各种实用化超导材料的制备技术,在多个应用方面也取得了良好的发展。而Bi2Sr2Ca Cu2O8+δ(Bi2212)超导材料因为其临界转变温度高、可塑性好、易加工成材更是受到了广泛的关注和深入研究。本学位论文即以此为背景,借助聚能射流的作用原理对超导材料进行实验研究,以期聚能射流产生的高温高压可使材料发生相变进而产生新的物质或者超导材料。本研究以超导材料Bi2212为研究对象,爆轰理论与聚能射流形成与侵彻机理为依据,超导材料的相变条件与装药爆轰及聚能效应的关键影响因素为基础,借助ANSYS/LS-DYNA-3D数值模拟和实验相结合的方式对聚能射流对超导材料Bi2212的作用过程进行了研究,并通过XRD和TEM对实验前后的样本进行了表征分析,结果表明:(1)聚能装药及其药型罩的参数——口径和锥角对碰撞区域的聚能射流状态及其温度和压力都会产生一定的影响。当药型罩的口径和锥角分别为12 mm和100°时,碰撞时产生的压力和温度最大,而口径和锥角分别为12 mm和110°时则最小,同时,其温度和压力在聚能射流碰撞的中心处达到最高。(2)实验使得样品产生了新相,即实验样本由初始的Bi2212单一相,变成了由Bi2212和Bi2201组成的两相,分别占比例79.30%和20.70%。(3)聚能射流相互作用形成的高温高压效应可以用来研究高温超导材料。利用爆炸产生的射流碰撞使Bi2212产生相变的方法为研究高温超导材料提供了一种新的思路,同时也为研究其它的对高温和高压敏感的材料提供了一定的参考。
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