疏松金属材料冲击温度理论分析＊

何 源，何 勇，张先锋，乔 良，赵晓宁，潘绪超

(南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，江苏 南京 210094)

固态物质特别是疏松金属冲击温度的计算在陨石碰撞成坑、粉末爆炸烧结以及利用含能金属毁伤元毁伤目标等领域［1-2］具有十分重要的意义。有关于固态物质冲击温度的计算方法，从20世纪50年代至今已有了大量的研究［3-5］，归纳起来主要有2种方法［6］:(1)利用Grüneisen方程和冲击绝热线或利用等熵方程为参考线的Grüneisen物态方程计算冲击温度;(2)利用三项式物态方程计算冲击温度。上述2种方法均可对密实材料冲击温度进行计算，但对于疏松金属材料由于活跃的自由电子易受激发且晶格的非谐振效应明显，因此使用上述2种方法很难对疏松金属材料的冲击温度进行准确预测。方法1由于未考虑电子运动与晶格热的影响，因此较难获得准确的计算结果;方法2建立在完整的物态方程基础上，因此要获得较准确的计算结果需要配合合适的疏松物质冲击绝热线，而疏松物质的冲击绝热线理论计算还并不完善，并且材料参数如非振谐因子需要实验确定［7］，目前尚未有一种方法能在理论上对疏松物质冲击温度进行较好的预测。

鉴于以上原因，本文中以现有密实金属冲击绝热线和冲击温度计算式为基础，通过等容线法推导出疏松金属材料的冲击温度计算式。在正确选取密实材料状态参量的情况下，可获得较好预测结果。并经研究发现疏松金属材料的冲击温度受材料密实度、冲击压力以及金属材料的电子比热系数影响明显，对于金属材料的冲击压缩温度计算和进一步深入研究疏松物质冲击响应特性具有一定的参考价值。……