[发明专利]一种冲击压缩加载回收盒及冲击压缩制备材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于冲击压缩加载技术领域，具体涉及一种冲击压缩加载回收盒及冲击压缩制备材料的方法。

背景技术

随着高新技术的发展，材料已经与能源、信息并列成为现代科学技术的三大支柱。在压力和温度作用下，材料的性质可能发生奇特的改变，例如石墨在高温高压下通过相变转变为金刚石在压力释放后仍能保持稳定，这为我们寻找材料在极端条件下可以长期存在的亚稳相提供基础。通过压力可以调节超导材料的电子结构与磁学性质；压力引起的软化学键到硬化学键的变化会导致材料的硬度也随之改变。

轻气炮是可发射各种形状弹丸和不同速度的动高压加载装置，其中直径在5.3mm-35mm不同口径的二级轻气炮系统，其弹速范围一般为2km/s～8km/s，通过弹丸与靶体的碰撞可获得十万大气压到五百万个大气压的冲击压力以及数十万摄氏度的高温高压状态，可研究材料在高压下的状态方程、电磁性能、冲击合成新材料以及模拟行星的高速碰撞等现象。在常规合成方法中，达到高温高压状态耗费在数十分钟至数十小时不等；而基于轻气炮的冲击压缩加载方法能在数十纳秒至数百纳秒形成高温高压环境，大大减少制备时间，并且轻气炮冲击压缩加载技术具有加载时间快、压力分布均匀、产品颗粒度细和烧结性能好等优点。

在冲击压缩加载技术制备材料时，材料合成的温度和压力与飞片速度息息相关。许多回收装置会加入一些测速或传感装置，以尽可能精确的测量冲击速度，但是加入的测量工具会导致测量数值与实际数值有一定误差。还有软回收技术为了更好的获得样品，在回收装置中放入容纳多普勒光纤信号的缓冲材料，而且缓冲层较多，这会导致在温度和压力的计算过程过于复杂。此外，早期使用雷管的化爆法的回收装置采用长方形构造，导致回收装置制作相对麻烦。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简单，制作方便的冲击压缩加载回收盒。

本发明的另一目的是提供冲击压缩制备材料的方法，其合成速度快，压力分布均匀。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种冲击压缩加载回收盒，包括台座和螺旋盖，台座表面内凹形成样品仓，螺旋盖安装在样品仓内，与台座可拆卸连接。

优选地，所述螺旋盖与台座螺纹配合。

优选地，所述螺旋盖的顶部开设有直线沟槽。

优选地，所述台座和螺旋盖由同一材料制成。

优选地，所述台座和螺旋盖由紫铜或铜铝合金制成。

优选地，所述螺旋盖包括相连的螺纹段和支撑段，螺纹段的直径大于支撑段的直径，样品仓包括与支撑段直径相同的第一仓以及与螺纹段螺纹配合的第二仓，第一仓的深度大于支撑段的长度。

本发明还提供一种冲击压缩制备材料的方法，包括以下步骤：

S1、将样品粉末预压成压片；

S2、将压片放入台座的样品仓内，拧紧螺旋盖，使压片与样品仓底部贴合，将回收盒放入钢架中，确保台座底部与轻气炮的炮口中心对齐；

S3、使用轻气炮驱动飞片撞击台座，产生的冲击波对压片进行冲击压缩做功，形成高温高压环境，制备得到样品；

S4、使用车床将样品从回收盒取出，并将样品表面的杂质磨掉，得到样品。

所述飞片冲击速度范围为1.3～5.6km/s。

本发明的有益效果是：本发明所提供的冲击压缩加载回收盒，结构简单，制作方便，可结合轻气炮上的磁测速器使用，不需其他复杂的配件，便于安装和样品的冲击压缩制备。

附图说明

图1是本发明冲击压缩加载回收盒的结构示意图。

图2是本发明螺旋盖的俯视图。

图3是本发明冲击压缩加载回收盒的剖视图、

图4是本发明二级轻气炮和冲击压缩加载回收盒的配合示意图。

附图标记说明：1、台座；11、第一仓；12、第二仓；2、螺旋盖；21、螺纹段；22、支撑段；23、直线沟槽；31、火药室；32、泵管；33、高压段；34、发射管；35、磁测速器；4、压片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1至图3所示，本发明提供的一种冲击压缩加载回收盒，包括台座1和螺旋盖2，台座1表面内凹形成样品仓，螺旋盖2安装在样品仓内，与台座1可拆卸连接。在本实施例中，螺旋盖2与台座1螺纹配合，螺旋盖2的顶部开设有直线沟槽23，便于安装和拆卸。为了避免稀疏波的影响，台座1和螺旋盖2由同一材料制成，比如紫铜或铜铝合金。若合成样品需要极大的压力和温度，可选用比样品硬的物质，这样可形成二次冲击，提高冲击压力和温度。