金属微粒的超音速撞击
材料科学
2016-12-26 v1
摘要
理解材料在高速撞击下的行为是解决诸多领域基本问题的关键，这些领域涵盖小行星撞击和地质陨石坑形成、撞击诱导的相变、层裂、磨损以及弹道侵彻。近来，黏附现象也进入了这一研究范畴，因为人们发现微米级金属颗粒在超音速撞击条件下能够与金属基底结合。然而，撞击诱导黏附的力学机制仍未得到解决。在此，我们以微米级和纳秒级分辨率研究单个金属微粒对基底的超音速撞击。这使得我们首次直接观察到与材料相关的阈值速度，高于该速度时，颗粒会发生撞击诱导的材料喷射并黏附于基底。我们的有限元模拟揭示，现有的撞击诱导剪切局部化和熔化理论无法解释材料喷射现象。相反，它源于撞击时产生的压力波的传播。实验与模拟共同证实，超音速微粒的临界黏附速度与材料的体声速成正比。
引用
@article{arxiv.1612.08081,
title = {Supersonic Impact of Metallic Micro-particles},
author = {Mostafa Hassani-Gangaraj and David Veysset and Keith A. Nelson and Christopher A. Schuh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.08081},
year = {2016}
}