基于分子动力学方法的复杂合金Grüneisen状态方程参数计算及验证：以GH4169合金为例

张圣来，丁 军，童 权，黄 霞，宋 鹍，路世青

（重庆理工大学 机械工程学院，重庆 400054）

1 研究进展

当前，航天航空等领域对性能优异的复杂合金的需求越来越大，对其使用环境要求也更加严格。例如，航空发动机在工作中一直处于高温高压状态，因此选择材料时必须重点考虑极端服役环境下的合金性能。

在超高压下，应力偏量几乎可以忽略，此时材料的本构模型退化为体积应力关系，即高压物理领域中的状态方程。Mie-Grüneisen状态方程作为应用最广泛的一种状态方程，通常用于描述物质在极端条件下的状态，如冲击波传播。在这些极端条件下，物质会处于高温高压状态，性质发生变化。近几十年来，等温和绝热状态方程研究取得了很大进展。等温状态方程有两种：一种是在0 K，也叫作冷曲线；另一种是在300 K。0 K等温状态方程一般根据300 K下的冲击波数据通过温度修正得到。300 K等温状态方程是静态状态方程，通过静态压缩保持温度不变。Bridgman［1］开发了一种静态压缩装置，用于探索材料在高压下的压缩特性。由于压缩过程非常缓慢，材料内部产生的热量能与外界完全交换，因此可将该压缩过程认为是等温压缩。在此基础上，许多学者对材料进行高压等温压缩。张剑等［2］采用原位高压同步辐射X射线衍射技术在室温、21.5 GPa的压力范围测定铝的等温状态方程，利用Murnaghan方程对实验结果进行数值拟合，得到铝的零压体弹模量及其1级压力导数。该结果同相关文献资料研究结果在误差范围内符合得很好。……