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采用VISAR、X射线衍射和金相处理联合测试分析技术，开展等厚对称碰撞实验，研究了纯铁材料的冲击相变与层裂行为特征。结果发现，冲击加载压力大于纯铁材料相变阚值（13GPa）时，等厚对称碰撞样品发生“反常”2次层裂。结合相关文献的实验结果，从应力波相互作用的角度分析了“反常”层裂形成的原因，指出纯铁材料的冲击相变和卸载逆转变及引发的稀疏冲击波是导致“反常”2次层裂的物理机制。