Вышедшие номера
Об уравнениях состояния никеля и смеси никель--алюминий при высоких давлениях
Бельхеева Р.К.
Email: rimbel@academ.org
Поступила в редакцию: 11 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 28 июля 2025 г.
Принята к печати: 7 августа 2025 г.
Выставление онлайн: 5 декабря 2025 г.

Описан метод построения уравнения состояния с малым количеством свободных параметров в форме Ми-Грюнайзена для никеля. Показано применение этого уравнения состояния для описания поведения смеси никеля с алюминием. Пористые образцы никеля и смеси никель-алюминий рассматриваются как простые термодинамически равновесные смеси конденсированного вещества и газа (воздуха в порах). Использование логарифмической зависимости коэффициента Грюнайзена от плотности позволило расширить диапазон применимости уравнения состояния на область пониженных плотностей. Рассчитанные с помощью этого уравнения состояния адиабаты Гюгонио и Пуассона для образцов никеля различных начальных пористостей и пористых образцов смеси алюминия и никеля хорошо согласуются с экспериментальными данными. Сделан вывод о применимости предложенного уравнения состояния никеля для описания поведения материала (в том числе в смеси с алюминием) при ударном сжатии (не выше 1 TPa) и изоэнтропическом расширении. Ключевые слова: уравнение состояния, параметры уравнения состояния, ударная адиабата, изоэнтропа разгрузки, термодинамическое равновесие, коэффициент Грюнайзена.
  1. Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений (Наука, М., 1966)
  2. R.G. McQueen, S.P. Marsh, J.W. Taylor, J.N. Fritz, W.J. Carter. In: R. Kinslow (editor). High Velocity Impact Phenomena (Academic Press, NY., 1970), p. 293
  3. P. Caldirola, H. Knoepfel (editors). Physics of High Energy Density (Academic Press, NY., 1971)
  4. А.В. Бушман, В.Е. Фортов. УФН, 140 (2), 177 (1983). [A.V. Bushman, V.E. Fortov. Phys. Usp., 26 (6), 465 (1983). DOI: 10.1070/PU1983v026n06ABEH004419]
  5. S. Elieser, A.K. Ghatak, H. Hora. An Introduction to Equations of State: Theory and Applications (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1986)
  6. А.В. Бушман, Г.И. Канель, А.Л. Ни, В.Е. Фортов. Теплофизика и динамика интенсивных импульсных воздействий (ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1988)
  7. А.В. Бушман, И.В. Ломоносов, В.Е. Фортов. Уравнения состояния металлов при высоких плотностях энергии (ИХФЧ РАН, Черноголовка, 1992)
  8. В.М. Фомин, А.И. Гулидов, Г.А. Сапожников, И.И. Шабалин. Высокоскоростное взаимодействие тел (СО РАН, Новосибирск, 1999)
  9. В.Е. Фортов, Л.В. Альтшулер, Р.Ф. Трунин, А.И. Фунтиков (ред.). Ударные волны и экстремальные состояния вещества (Наука, М., 2000)
  10. K.V. Khishchenko, A.E. Mayer. Int. J. Mech. Sci., 189, 105971 (2021)
  11. К.В. Хищенко. ТВТ, 61 (3), 477 (2023). DOI: 10.31857/S0040364423050071
  12. И.Л. Кнунянц (ред.). Химическая энциклопедия в пяти томах (Советская энциклопедия, М., 1988), т. 3
  13. I.V. Lomonosov, V.E. Fortov, K.V. Khishchenko, P.R. Levashov. AIP Conf. Proc., 505, 85 (2000)
  14. P.R. Levashov, V.E. Fortov, K.V. Khishchenko, I.V. Lomonosov. AIP Conf. Proc., 505, 89 (2000)
  15. I.V. Lomonosov, V.E. Fortov, K.V. Khishchenko, P.R. Levashov. AIP Conf. Proc., 620, 111 (2002)
  16. G.I. Kerley. Equations of State for Be, Ni, W, and Au. Report SAND2003-3784 (Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, 2003)
  17. K.V. Khishchenko. 34th European Physical Society Conference on Plasma Physics, July 2-6, 2007, Warsaw, Poland. Europhysics Conference Abstracts, 31F, P-2.121 (2007)
  18. А.Б. Медведев, Р.Ф. Трунин. УФН, 182, 829 (2012). [A.B. Medvedev, R.F. Trunin. Phys. Usp., 55, 773 (2012).]
  19. I.V. Lomonosov, V.K. Gryaznov. Contrib. Plasma Phys., 56 (3-4), 302 (2016)
  20. C.J. Prisbrey, P. Soderlind, C.J. Wu. AIP Conf. Proc., 3066, 500012 (2024.)
  21. Р.К. Бельхеева. ТВТ, 59 (4), 514 (2021). [R.K. Belkheeva. High Temp., 60 (1), 26 (2022). DOI: 10.1134/S0018151X21040040]
  22. Р.К. Бельхеева. ЖТФ, 95 (7), 1303 (2025). DOI: 10.61011/JTF.2025.07.60652.54-25
  23. Y. Mishin, D. Farkas, M.J. Mehl, D.A. Papaconstantopoulos. Phys. Rev. B, 59 (5), 3393 (1999)
  24. J. Choi, S. Yoo, S. Song, J.S. Park, K. Kang. J. Mech. Sci. Technol., 32 (7), 3273 (2018)
  25. Д.К. Белащенко. ТВТ, 58 (1), 61 (2020). DOI: 10.31857/S0040364420010032 [D.K. Belashchenko. High Temp., 58 (1), 64 (2020). DOI: 10.1134/S0018151X20010034]
  26. N.A. Smirnov. J. Appl. Phys., 134 (2), 025901 (2023).
  27. В.К. Копышев, А.Б. Медведев. Обзор принципиальных идей моделей уравнений состояния во ВНИИЭФ. В сб. Высокие плотности энергии (РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 1997), с. 271--283
  28. Д.Н. Николаев, А.А. Пяллинг, К.В. Хищенко, В.Я. Терновой, В.Е. Фортов. Хим. физика, 19 (10), 98 (2000)
  29. Р.Ф. Трунин. Исследования экстремальных состояний конденсированных веществ методом ударных волн. Уравнения Гюгонио (РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 2006)
  30. M.E. Povarnitsyn, K.V. Khishchenko, P.R. Levashov. Int. J. Impact Eng., 33 (1-12), 625 (2006)
  31. Р.К. Бельхеева. ПМТФ, 53 (4), 3 (2012)
  32. Р.К. Бельхеева. ПМТФ, 48 (5), 53 (2007)
  33. Л.П. Орленко. Физика взрыва и удара (Физматлит, М., 2008)
  34. Р.К. Бельхеева. ТВТ, 53 (3), 367 (2015). DOI: 10.7868/S0040364415020052 [R.K. Belkheeva. High Temp., 53 (3), 348 (2015). DOI: 10.1134/S0018151X15020054]
  35. С.А. Кинеловский, К.К. Маевский. Вестник НГУ. Серия: Физика, 4 (4), 71 (2009)
  36. С.Д. Гилев. ФГВ, 54 (4), 107 (2018)
  37. А.Ю. Семенов, С.А. Абросимов, И.А. Стучебрюхов, К.В. Хищенко. ТВТ, 61 (4), 542 (2023)
  38. К.В. Хищенко. ТВТ, 35 (6), 1002 (1997)
  39. K.V. Khishchenko. J. Phys.: Conf. Ser., 121, 022025 (2008)
  40. K.V. Khishchenko. J. Phys.: Conf. Ser., 653, 012081 (2015)
  41. T.V. Popova, A.E. Mayer, K.V. Khishchenko. J. Appl. Phys., 123, 235902 (2018)
  42. Н.Н. Середкин, К.В. Хищенко. ТВТ, 62 (4), 513 (2024). DOI: 10.31857/S0040364424040052
  43. Р.И. Нигматулин. Основы механики гетерогенных сред (Наука, М., 1978)
  44. Г.М. Ляхов. Основы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах (Недра, М., 1974)
  45. С.З. Дунин, В.В. Сурков. ПМТФ, 5, 106 (1979)
  46. Р.К. Бельхеева. ТВТ, 61 (5), 693 (2023). DOI: 10.31857/S0040364423050022
  47. С.А. Кинеловский, К.К. Маевский. ТВТ, 54 (5), 716 (2016). DOI: 10.7868/S0040364416050161 [S.A. Kinelovskii, K.K. Maevskii. High Temp., 54 (5), 675 (2016). DOI: 10.1134/S0018151X16050163]
  48. К.К. Маевский, С.А. Кинеловский. ТВТ, 56 (6), 876 (2018). DOI: 10.31857/S004036440003564-4 [S.A. Kinelovskii, K.K. Maevskii. High Temp., 56 (6), 853 (2018). DOI: 10.1134/S0018151X18060172]
  49. К.К. Маевский. ЖТФ, 91 (5), 815 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2021.05.50694.293-20 [K.K. Maevskii. Tech. Phys., 66 (5), 749 (2021). DOI: 10.1134/S1063784221050145]
  50. Р.Ф. Трунин, Г.В. Симаков, Ю.Н. Сутулов, А.Б. Медведев, Б.Д. Рогозкин, Ю.В. Федоров. ЖЭТФ, 96 (3), 1024 (1989)
  51. С.Б. Кормер, А.И. Фунтиков, В.Д. Урлин, А.Н. Колесникова. ЖЭТФ, 42 (3), 686 (1962)
  52. J.M. Walsh, M.H. Rice, R.G. McQueen, F.L. Yarger. Phys. Rev., 108, 196 (1957)
  53. R.G. McQueen, S.P. Marsh. J. Appl. Phys., 31, 1253 (1960)
  54. Л.В. Альтшулер, А.А. Баканова, Р.Ф. Трунин. ЖЭТФ, 42 (1), 717 (1962)
  55. W.H. Isbell, F.H. Shipman, A.H. Jones. Laboratory Report MSL Material Science 68-13 (General Motors Tech. Center, Warren, MI, 1968)
  56. S.P. Marsh (editor). LASL Shock Hugoniot Data (University of California Press, Berkeley, CA, 1980)
  57. Л.В. Альтшулер, А.А. Баканова, И.П. Дудоладов, Е.А. Дынин, Р.Ф. Трунин, Б.С. Чекин. ПМТФ, (2), 3 (1981)
  58. Р.Ф. Трунин, Г.В. Симаков. ЖЭТФ, 103 (6), 2180 (1993)
  59. В.К. Грязнов, М.В. Жерноклетов, И.Л. Иосилевский, Г.В. Симаков, Р.Ф. Трунин, Л.И. Трусов, В.Е. Фортов. ЖЭТФ, 114 (4), 1242 (1998)
  60. Д.К. Белащенко. ТВТ, 58 (1), 61 (2020). DOI: 10.31857/S0040364420010032 [D.K. Belashchenko. High Temp., 58 (1), 64 (2020). DOI: 10.1134/S0018151X20010034]
  61. I.V. Lomonosov. Laser Part. Beams, 25 (4), 567 (2007). DOI: 10.7868/S0040364417040111
  62. Л.Ф. Гударенко, О.Н. Гущина, М.В. Жерноклетов, А.Б. Медведев, Г.В. Симаков. ТВТ, 38 (3), 437 (2000)
  63. Д.К. Белащенко. ЖФХ, 94 (10), 1450 (2020). DOI: 10.31857/S0044453720100064
  64. P.R. Levashov, V.E. Fortov, K.V. Khishchenko, I.N. Lomov, I.V. Lomonosov. AIP Conf. Proc. 429, 47 (1998)
  65. P.R. Levashov, K.V. Khishchenko, I.V. Lomonosov, V.E. Fortov. AIP Conf. Proc., 706, 87 (2004)
  66. D.K. Belashchenko. Liquid Metals. From Atomistic Potentials to the Properties, Shock Compression, Earth's Core and Nanoclusters (Nova Science Publishers, Hauppauge, NY., 2018)
  67. В.В. Якушев, С.Ю. Ананьев, А.В. Уткин, А.Н. Жуков, А.Ю. Долгобородов. ФГВ, 54 (5), 45 (2018). DOI: 10.15372/FGV20180506
  68. В.В. Якушев, С.Ю. Ананьев, А.В. Уткин, А.Н. Жуков, А.Ю. Долгобородов. ФГВ, 55 (6), 108 (2019). DOI: 10.15372/FGV20190615