[发明专利]一种表征中Z不透明材料中冲击波速度的测量靶及方法

说明书

本发明涉及一种表征中Z不透明材料中冲击波速度的测量靶及方法，属于材料高压特性技术领域，所述测量靶位于驱动黑腔的诊断孔处，其包括烧蚀层、示踪层和样品层，所述烧蚀层面向诊断孔设置，所述示踪层采用透明材料制成，所述样品层为中Z不透明材料样品层，且样品层为台阶结构，所述样品层包括依次并排设置且厚度依次增加的第一样品层、第二样品层和第三样品层，相比于传统的楔形样品，本发明采用平面样品设计，易于加工且加工精度高，能够获得更高精度的测量，能够最大限度放宽对实验条件的要求，既保证了实验结果来源于同一个驱动源，排除了不同发次之间实验条件可能出现的不同，确保数据的一致性与可靠性，同时又节约了实验资源。

技术领域

本发明属于材料高压特性技术领域，具体地说涉及一种表征中Z不透明材料中冲击波速度的测量靶及方法。

背景技术

实验室条件下，高功率激光被广泛用于材料高压特性实验研究。激光烧蚀样品并在样品中产生高速冲击波，冲击波压缩样品至高压强状态。与传统加载方式，如气炮等相比，激光能够实现样品更高压强区间的加载。

实验中通过测量冲击波速度等物理量，结合阻抗匹配方法定量诊断样品压缩状态。考虑到样品中产生的压强范围可直接与冲击波速度关联，而激光驱动冲击波的稳定性相比传统加载方式低，容易出现速度的波动与变化。实验上为了定量获得特定加载位置的冲击波速度和压强，需要对冲击波速度演化进行定量化评估。

对于不透明样品，目前国外主要通过楔形样品来测量和表征冲击波的速度稳定性和演化历史，即利用冲击波穿过不同厚度样品的时间来反映冲击波传输特点。这种技术一方面较依赖于楔形样品的加工制备精度和实验置靶角度，如果样品角度或者厚度有偏差，实验结果会产生较大的误差和不确定度；另一方面，这种靶设计难以直接应用于实验测量，需要首先利用一发次实验获取冲击波稳定性数据，再用另一发次获得材料压缩参数状态，两发次之间仍然存在实验条件和靶参数不一致等风险。

发明内容

针对现有技术的种种不足，现提出一种表征中Z不透明材料中冲击波速度的测量靶及方法，以解决目前冲击波速度稳定性表征时存在的不确定度大、无法和正式实验测量兼容等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种表征中Z不透明材料中冲击波速度的测量靶，其位于驱动黑腔的诊断孔处，包括：

烧蚀层，其面向诊断孔设置；

位于烧蚀层上方的示踪层，其采用透明材料制成，所述示踪层通过化学气相沉积工艺直接生长在烧蚀层表面；

以及位于烧蚀层上方并与示踪层并排设置的样品层，其为中Z不透明材料样品层，所述样品层与烧蚀层通过热复合工艺连接，且样品层为台阶结构，所述样品层包括依次并排设置且厚度依次增加的第一样品层、第二样品层和第三样品层，且第一样品层与示踪层相邻设置。

优选的，所述测量靶的靶面中心与诊断孔的中心重合，所述样品层面向任意反射面速度干涉仪设置。

优选的，所述诊断孔沿驱动黑腔的腔轴方向的长度为a₀，其宽度为b₀，且a₀>b₀，所述烧蚀层的长度为a₁，其宽度为b₁，则a₁＝b₁＝a₀+200μm。

优选的，所述示踪层、第一样品层、第二样品层、第三样品层的长度与烧蚀层的长度相等，且示踪层、第一样品层、第二样品层、第三样品层的宽度分别为b₂、b₃、b₄、b₅，则b₂+b₃+b₄+b₅＝b₁，所述测量靶的宽厚比大于2。