沖擊條件下苯分子結(jié)構(gòu)變化及穩(wěn)定性研究.pdf

1、對(duì)于含能材料在高溫高壓狀態(tài)的性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的變化一直受到人們的廣泛關(guān)注。但是由于其自身的一些特殊性和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面的限制，使得科研工作者對(duì)該類(lèi)材料的研究一直沒(méi)有取得多大的進(jìn)展。因此，研究者試圖從某種與該類(lèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)比較類(lèi)似的物質(zhì)出發(fā)，希望能對(duì)該類(lèi)材料的研究提供一定的借鑒作用。有機(jī)物苯，作為最簡(jiǎn)單、典型的芳香烴化合物，對(duì)它在高溫高壓狀態(tài)的各種性質(zhì)及其分子微觀結(jié)構(gòu)的變化成為人們研究的熱點(diǎn)。但是，由于受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)的限制，對(duì)它的研究只能停留在宏觀

2、性質(zhì)方面，在微觀結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題上未取得突破。本文利用二級(jí)輕氣炮加載裝置結(jié)合瞬態(tài)激光拉曼測(cè)試技術(shù)對(duì)液態(tài)苯在沖擊壓縮狀態(tài)的拉曼光譜進(jìn)行實(shí)時(shí)在線觀測(cè)，通過(guò)觀測(cè)C-C伸縮振動(dòng)(992cm-1)和C-H伸縮振動(dòng)(3061cm-1)所對(duì)應(yīng)特征峰在峰形和峰位上的變化，對(duì)液態(tài)苯在沖擊壓縮過(guò)程中的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問(wèn)題給出直接證據(jù)。
　　 本文通過(guò)優(yōu)化靶結(jié)構(gòu)、改變觸發(fā)方式以及改進(jìn)散射光收集系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了與二級(jí)輕氣炮相結(jié)合的動(dòng)態(tài)拉曼測(cè)試系統(tǒng)。并利用該系統(tǒng)對(duì)液

3、態(tài)苯在7-21GPa壓力范圍的拉曼光譜進(jìn)行實(shí)時(shí)在線觀測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在13GPa以內(nèi)，拉曼頻移隨壓力的變化線性增加，頻移量與分子振動(dòng)模式有密切關(guān)系。首次利用光譜技術(shù)澄清了液態(tài)苯在13GPa附近的結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題，并對(duì)沖擊誘導(dǎo)液態(tài)苯分子結(jié)構(gòu)的變化機(jī)理做出了解釋。通過(guò)對(duì)光譜信號(hào)的分析，提出苯在沖擊壓縮過(guò)程中的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)可以分為兩個(gè)階段:首先是C-H鍵斷裂(13GPa)，接著是C-C鍵斷裂(19GPa)。對(duì)于新物質(zhì)成分做了預(yù)測(cè)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，生