1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 5, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 5, стр. 783-786

Уравнение состояния циркония при высоких давлениях

К. В. Хищенко 1, 2, 3, *

1 Объединенный институт высоких температур РАН
Москва, Россия

2 Московский физико-технический институт
г. Долгопрудный, Россия

3 Южно-Уральский государственный университет
г. Челябинск, Россия

* E-mail: konst@ihed.ras.ru

Поступила в редакцию 15.12.2022
После доработки 31.08.2023
Принята к публикации 03.10.2023

Аннотация

Работа посвящена описанию термодинамических свойств циркония в области высоких давлений. Имеющиеся данные экспериментов по изотермическому и ударному сжатию этого металла обобщены в форме простой модели, которая задает функцию давления от удельного объема и удельной внутренней энергии. Представлены результаты расчетов термодинамических характеристик объемно-центрированной кубической кристаллической фазы и расплава циркония в сравнении с имеющимися экспериментальными данными в изученном диапазоне термодинамических параметров. Полученное уравнение состояния может быть использовано в численном моделировании адиабатических процессов при высокой концентрации энергии.

Список литературы

  1. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966.

  2. Бушман А.В., Канель Г.И., Ни А.Л., Фортов В.Е. Теплофизика и динамика интенсивных импульсных воздействий. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1988.

  3. Ломоносов И.В., Фортова С.В. Широкодиапазонные полуэмпирические уравнения состояния вещества для численного моделирования высокоэнергетических процессов // ТВТ. 2017. Т. 55. № 4. С. 596.

  4. Бушман А.В., Короткова Г.И., Ни А.Л., Фортов В.Е. Расчет режимов генерации плотной плазмы металлов при нерегулярном столкновении сильных ударных волн // ТВТ. 1985. Т. 23. № 6. С. 1193.

  5. Ни А.Л., Сугак С.Г., Фортов В.Е. Квазиодномерный анализ и численное моделирование устойчивости стационарных ударных волн в средах с произвольным уравнением состояния // ТВТ. 1986. Т. 24. № 3. С. 564.

  6. Fortov V.E., Kim V.V., Lomonosov I.V., Matveichev A.V., Ostrik A.V. Numerical Modeling of Hypervelocity Impacts // Int. J. Impact Eng. 2006. V. 33. № 1–12. P. 244.

  7. Povarnitsyn M.E., Khishchenko K.V., Levashov P.R. Hypervelocity Impact Modeling with Different Equations of State // Int. J. Impact Eng. 2006. V. 33. № 1–12. P. 625.

  8. Абросимов С.А., Бажулин А.П., Воронов В.В., Красюк И.К., Пашинин П.П., Семенов А.Ю., Стучебрюхов И.А., Хищенко К.В., Черномырдин В.И. Исследование механических свойств алюминия, сплава АМг6М и полиметилметакрилата при высоких скоростях деформирования под действием лазерного излучения пикосекундной длительности // ДАН. 2012. Т. 442. № 6. С. 752.

  9. Rososhek A., Efimov S., Nitishinski M., Yanuka D., Tewari S.V., Gurovich V.Tz., Khishchenko K., Krasik Ya.E. Spherical Wire Arrays Electrical Explosion in Water and Glycerol // Phys. Plasmas. 2017. V. 24. № 12. P. 122 705.

  10. Popova T.V., Mayer A.E., Khishchenko K.V. Evolution of Shock Compression Pulses in Polymethylmethacrylate and Aluminum // J. Appl. Phys. 2018. V. 123. № 23. P. 235902.

  11. Бушман А.В., Фортов В.Е., Шарипджанов И.И. Уравнение состояния металлов в широком диапазоне параметров // ТВТ. 1977. Т. 15. № 5. С. 1095.

  12. Фортов В.Е., Ломакин Б.Н. Интерполяционное уравнение состояния вольфрама // ТВТ. 1972. Т. 10. № 5. С. 1118.

  13. Бушман А.В., Ефремов В.П., Ломоносов И.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударная сжимаемость и уравнение состояния углепластика при высоких плотностях энергии // ТВТ. 1990. Т. 28. № 6. С. 1232.

  14. Бушман А.В., Жерноклетов М.В., Ломоносов И.В., Сутулов Ю.Н., Фортов В.Е., Хищенко К.В. Ударная сжимаемость и уравнение состояния полиимида // Письма в ЖЭТФ. 1993. Т. 58. № 8. С. 640.

  15. Kanel G.I., Fortov V.E., Khishchenko K.V., Utkin A.V., Razorenov S.V., Lomonosov I.V., Mehlhorn T., Asay J.R., Chhabildas L.C. Thin Foil Acceleration Method for Measuring the Unloading Isentropes of Shock-compressed Matter // AIP Conf. Proc. 2000. V. 505. P. 1179.

  16. Карпухин В.Т., Маликов М.М., Бородина Т.И., Вальяно Г.Е., Гололобова О.А., Стриканов Д.А. Образование полых микро- и наноструктур диоксида циркония при лазерной абляции металла в жидкости // ТВТ. 2015. Т. 53. № 1. С. 98.

  17. Мелихов О.И., Мелихов В.И., Ртищев Н.А., Тарасов А.Е. Численное моделирование процесса выделения водорода при взаимодействии расплава циркония с водой // ТВТ. 2016. Т. 54. № 4. С. 553.

  18. Молодец А.М., Голышев А.А., Шахрай Д.В., Ковалёв Д.Ю. Откольная прочность ударно-разогретого циркония и фазовая диаграмма в области существования его полиморфных модификаций высокого давления // ФТТ. 2020. Т. 62. № 1. С. 59.

  19. Бушман А.В., Фортов В.Е. Модели уравнения состояния вещества // УФН. 1983. Т. 140. № 2. С. 177.

  20. Кормер С.Б., Урлин В.Д. Об интерполяционных уравнениях состояния металлов для области сверхвысоких давлений // Докл. АН СССР. 1960. Т. 131. № 3. С. 542.

  21. Lomonosov I.V., Fortov V.E., Khishchenko K.V., Levashov P.R. Phase Diagrams and Thermodynamic Properties of Metals at High Pressures, High Temperatures // AIP Conf. Proc. 2002. V. 620. P. 111.

  22. Khishchenko K.V. Equation of State and Phase Transformations of Zirconium in Shock Waves // 31st Int. Symp. on Shock Waves 1. ISSW 2017 / Eds. Sasoh A., Aoki T., Katayama M. Springer Cham, 2019. P. 987.

  23. Хищенко К.В., Жерноклетов М.В., Ломоносов И.В., Сутулов Ю.Н. Динамическая сжимаемость, адиабаты разгрузки и уравнение состояния стильбена при высоких плотностях энергии // ЖТФ. 2005. Т. 75. № 2. С. 57.

  24. Khishchenko K.V. Equation of State of Hafnium at High Pressures in Shock Waves // Phys. Wave Phenom. 2023. V. 31. № 2. P. 123.

  25. Khishchenko K.V. Equation of State for Tantalum at High Pressures in Waves of Shock Compression and Isentropic Expansion // Phys. Wave Phenom. 2023. V. 31. № 4. P. 273.

  26. Хищенко К.В. Уравнение состояния алюминия при высоких давлениях // ТВТ. 2023. Т. 61. № 3. С. 477.

  27. Khishchenko K.V. Equation of State for Bismuth at High Energy Densities // Energies. 2022. V. 15. № 19. P. 7067.

  28. Тонков Е.Ю. Фазовые диаграммы элементов при высоком давлении. М.: Наука, 1979.

  29. Young D.A. Phase Diagrams of the Elements. Berkeley: Univ. of California Press, 1991.

  30. Xia H., Duclos S.J., Ruoff A.L., Vohra Y.K. New High-pressure Phase Transition in Zirconium Metal // Phys. Rev. B. 1990. V. 64. № 2. P. 204.

  31. Akahama Y., Kobayashi M., Kawamura H. Studies on Pressure-induced Phase Transition in Zirconium // High Pressure Res. 1992. V. 10. № 5–6. P. 711.

  32. Anzellini S., Bottin F., Bouchet J., Dewaele A. Phase Transitions and Equation of State of Zirconium under High Pressure // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. № 18. P. 184105.

  33. O’Bannon III E.F., Söderlind P., Sneed D., Lipp M.J., Cynn H., Smith J.S., Park C., Jenei Zs. High Pressure Stability of β-Zr: No Evidence for Isostructural Phase Transitions // High Pressure Res. 2021. V. 41. № 3. P. 247.

  34. Walsh J.M., Rice M.H., McQueen R.G., Yarger F.L. Shock-wave Compressions of Twenty-seven Metals. Equations of State of Metals // Phys. Rev. 1957. V. 108. № 2. P. 196.

  35. Альтшулер Л.В., Баканова А.А., Дудоладов И.П. Влияние электронной структуры на сжимаемость металлов при высоких давлениях // ЖЭТФ. 1967. Т. 53. № 6. С. 1967.

  36. McQueen R.G., Marsh S.P., Taylor J.W. et al. The Equation of State of Solids from Shock Wave Studies // High Velocity Impact Phenomena / Ed. Kinslow R. N.Y.: Acad. Press, 1970. P. 293.

  37. LASL Shock Hugoniot Data / Ed. Marsh S.P. Berkeley: Univ. of California Press, 1980.

  38. Альтшулер Л.В., Баканова А.А., Дудоладов И.П., Дынин Е.А., Трунин Р.Ф., Чекин Б.С. Ударные адиабаты металлов. Новые данные, статистический анализ и общие закономерности // ПМТФ. 1981. № 2. С. 3.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал