通过激光驱动的聚乙烯四甲冲击压缩产生的纳米钻石的释放动力学

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 高压物理 高压物理
• 计算化学计算化学

背景情况:

• 激光驱动的塑料材料的动态压缩迅速形成纳米钻石 (ND).
• 这种现象对行星科学和潜在的NDs工业合成有影响.
• 了解释放过程对于优化ND恢复至关重要.

研究的目的:

• 研究压缩纳米钻石的释放机制和结构完整性.
• 探索不同压力-温度 (P-T) 状态和释放路径对ND分解和再结晶的影响.
• 为了将模拟结果与激光驱动冲击压缩的实验观测相关联.

主要方法:

• 分子动力学模拟来自各种 P-T 状态的有限大小钻石的同otropic 膨胀.
• 分析不同释放路径的结构完整性和分解率.
• 在聚乙烯二甲 (PET) 上的激光驱动冲击压缩实验中进行现场X射线探测.

主要成果:

• 实质性的纳米钻石分解发生在冲击释放时,随着冲击温度的增加而增加.
• 再结晶可以在释放过程中发生,这取决于冷却速度.
• 由于冷却速度更快,非雨冈尼奥特状态,特别是双冲击,可能会产生更高的ND回收.
• 实验数据显示持续的钻石信号和峰值转移表明压力释放和ND稳定性在突破后长达11ns.

结论:

• 释放过程显著影响纳米钻石的结构完整性,较高的温度导致更大的解体.
• 优化冷却机制和探索Hugoniot以外的状态可以提高纳米钻石回收率.
• 释放的纳米钻石表现出稳定性,这是实验观察中热膨胀和压力释放所证明的.