110GPa下碳化硅基体中金刚石的冲击压缩

近日，国际物理领域知名期刊Journal of Applied Physics刊载了我实验室贺端威教授团队在动高压方向的最新研究成果——“Shock compression of diamonds in  silicon carbide matrix up to 110 GPa”。冲击波压缩实验显示：金刚石-碳化硅复合材料中，金刚石颗粒的冲击压缩强度远高于金刚石单晶。

金刚石单晶通常在60～90万大气压冲击高压下发生屈服，而金刚石-碳化硅复合材料中的金刚石颗粒在110万大气压的冲击高压下依然未屈服。二级轻气炮实验及计算模拟表明：在冲击压缩下，复合材料中包裹金刚石颗粒的碳化硅层首先发生屈服/损伤，这种损伤可强烈吸收复合材料中的冲击能量、释放局部剪切应力，从而避免金刚石颗粒的直接相互挤压和进一步损伤。由于金刚石受到碳化硅基质的准流体高压约束，位错迁移和滑移带运动均被显著抑制，大幅度提高了材料内部金刚石颗粒的强度。这一发现，对通过微结构设计和高压制备获得冲击性能优异的工程材料具有重要意义。该工作得到了《Journal of Applied Physics》审稿专家的高度评价，被编辑推荐为期刊封面论文，并选为该期刊的Featured（Editor’s Pick）文章。该论文由四川大学和中国工程物理研究院流体物理研究所合作完成，四川大学为该论文第一作者单位，我所贺端威教授指导的博士研究生李媛媛为该论文第一作者。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0033747