Page 203 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 贾 果，等： 适用于激光驱动方式的金属粉末冲击压缩特性实验技术 第 7 期

验数据与国外实验数据的比对中可以看出，WEOS 模型结果在低压区与国外数据吻合较好，利用本文技
术获得数据的压力已达 1 000 GPa 以上，高于同初始密度区间的国外数据。同时，本文中给出的 2 种初
始密度的实验结果显示出明显的区分，且与 WEOS 模型独立计算的高压区结果相符，证明该研究技术较
为可靠，可为理论模型的外推校验提供数据支持。
针对不同靶质量，在相同激光加载条件下（351 nm、3 ns、约 1 200 J）进行实验信号的比对分析，如
图 11 所示。其中，图 11(a) 所示为 CT 检测信号正常靶对应的实验信号，台阶中对应的渡越时间与一维
理论模拟结果接近。图 11(b) 的结果表明，当 CT 检测发现石英上盖板与石英挖孔层之间存在缝隙时，主
动式诊断信号显示出不管是石英台阶还是粉末台阶，冲击波的渡越时间都超过了图 11(a)，这表明是分层
问题导致了冲击波的卸载，进而降低了冲击波的速度，表现出渡越时间变长的结果。同时，实验上利用
被动式诊断光路获得了冲击波在靶背面卸载的信号，从图 11(a) 中可以看出，被动式信号中基底 t 时刻
0
界面清晰且唯一，反映了贴合质量较好，而图 11(b) 中显示 t 时刻存在双界面，这意味着石英-石英、石
0
英-粉末界面存在脱层，导致冲击波传播至界面时存在 2 次相对强度较为明显的发光。因此，通过 CT 检
测结果与实验信号的比对分析可知，表征出贴合度较好的实验用靶是获取高质量信号的前提。

Base

Quartz Cu powder Base
step step
1.36 ns Cu powder
1.79 ns Quartz step
step
2.34 ns
2.51 ns

Signals obtained through active diagnostics
5 ns 5 ns
Good target: unique at time t 0
Bad target: not unique at time t 0
150−700 ps
Quartz Cu powder
step step

Signals obtained through passive diagnostics

图 11 实验用靶有无分层问题对应的实验信号
Fig. 11 Experimental images corresponding to the presence or absence of stratification in the experimental target
3 结 论

本文中基于激光驱动方式建立了一种面向金属粉末的冲击压缩特性研究技术，重点解决了激光驱
动实验对靶尺寸和精度要求严苛的问题。通过靶物理设计，克服了粉末材料因非均匀性和无固定形态
导致的测量难题，完成了适用于激光驱动方式的微型靶研制。实验构型中采用局部镀膜技术，有效消除
了粘胶对石英标准材料厚度测量的干扰，确保了实验数据的准确性和可靠性。利用三维 CT 成像技术对
实验靶的装配质量进行精确表征和评估，优化后的微型靶设计实现了高一致性高压实验数据的获取。
得到的主要结论如下。
(1) 利用优化后的靶型设计与局部镀膜技术，解决了铜粉无固定几何形态导致的测量难题，并消除
了粘胶对石英标准材料厚度测量的干扰，提升了实验数据的准确性。

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