Planare Versuchsanordnung (flyer-plate)

Bei dieser Methode wird durch die Detonation von Sprengstoff eine ebene Flugplatte auf mehrere km/s beschleunigt, die dann mit dem Probencontainer kollidiert und in diesem Drücke von mehreren Gigapascal erzeugt. Das Verfahren ist geeignet zur Synthese von Hochdruckphasen in Pulverform, aber auch zum Verdichten von Pulvern zu kompakten Körpern.

  • Druckbereich 15...200 GPa
  • Berechnung von Druck, Temperatur und zeitlichem Verlauf durch Matlab-Codes
  • Druckaufbau über single-shock (Impedanzmethode) oder multiple shock (Reflektionsmethode) möglich
    • Impedanzmethode: einfacher Druckaufbau, extremes Aufheizen der Probe, max. Druck ca. 50-60 GPa, Probenvolumen ca. 2,5...20 cm3
    • Reflektionsmethode: schrittweiser Druckaufbau, geringes Aufheizen der Probe, max. Druck bis 200 GPa, Probenvolumen 0,7 cm3
  • Container verschweißt während Schockversuch gasdicht (Rückgewinnung und Analyse von gasförmigen Reaktionsprodukten möglich)
  • vollständige Probenrückgewinnung möglich durch impedanzkorrigierte Versuchsanordnung [1]
  • gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse
  • Kontrolle des Aufschmelzverhalten entlang der Entspannungskurve [2]
  • Mischen Probe mit unterschiedlichen Impedanzpulvern für verschiedene Druck-Temperatur-Bedingungen (Metalle bzw. Salze für "milde" Reaktionsbedingungen) [3]
  • Verhindern von "upstream jetting" durch schrittweise Vorverdichtung der Probenpulver zur Reduzierung von Dichtegradienten [4]
[1] T. Schlothauer, Aufbau der Schockwellenlabors im Lehr- und Forschungsbergwerk "Reiche Zeche" der TU Bergakademie Freiberg und die Entwicklung von dynamischen Höchstdrucksynthesemethoden, Dissertation, 2016.
[2] T. Schlothauer, C. Schimpf, M.R. Schwarz, G. Heide, E. Kroke, The role of decompression and micro-jetting in shock wave synthesis experiments. In: Journal of Physics: Conference Series 774, S. 012053, 2016. doi:10.1088/1742-6596/774/1/012053.
[3] T. Schlothauer, C. Schimpf, E. Brendler, K. Keller, E. Kroke, G. Heide, Halide based shock-wave treatment of fluid-rich natural phases. In: Journal of Physics: Conference Series 653, S. 12033, 2015.
[4] Y. B. Gu, S. Zhang, M. Vural, A. Molinari, G. Ravichandran, Upstream jetting phenomenom in planar shock wave experiments with ceramic powders, In: Shock Waves 20, S. 387-393, 2010.