研究目的
研究激光驱动冲击压缩和静态压缩下冲击波在原子和分子层面对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的影响。
研究成果
对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行动态与静态压缩的对比研究表明,所有振动模式均呈现压力诱导的展宽和蓝移现象。压力诱导的峰位偏移量与压力呈线性关系。该研究揭示了模式格临艾森参数和键非谐性,其数值略高于先前采用静态压力测得的数据。实测冲击波速度与压力值与流体力学模拟结果高度吻合。
研究不足
动态压缩中的最大压力受限于约束玻璃的损伤阈值极限。本研究重点关注动态压缩下约1.9 GPa及静态压缩下约16 GPa的压力范围。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用时间分辨拉曼光谱技术,探究PMMA在激光驱动冲击压缩与静态压缩条件下分子振动的变化。通过层状靶材构型提升冲击压力。
2:样品选择与数据来源:
使用特定厚度的PMMA薄片,样品通过傅里叶变换拉曼光谱、热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)进行表征。
3:实验设备与材料清单:
采用纳秒Q开关Nd:YAG激光系统、金刚石压砧(DAC)进行静态压缩,以及配备门控增强型电荷耦合器件相机的0.5米拉曼光谱仪。
4:5米拉曼光谱仪。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过泵浦-探测技术在受限几何靶材组件中开展实验,通过调节铝箔上的激光能量改变PMMA内部冲击压力。
5:数据分析方法:
测量振动模式随动态冲击与静态压缩的变化关系,利用拉曼模式的压缩行为确定PMMA的格林艾森参数与键非谐性。
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FTIR spectrometer
Shimadzu IR Affinity 1
Shimadzu
Used for recording FTIR spectra of the PMMA sample.
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Nd: YAG laser system
Modified Ekspla NL120
Ekspla
Used for generating shock waves in the PMMA sample.
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Raman spectrometer
JobinYvonT6400
JobinYvon
Used for recording Raman spectra of PMMA under static pressure.
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Diamond anvil cell (DAC)
Mao–Bell type
Used for generating static high pressure on PMMA samples.
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