[实用新型]一种含能材料的相变时间测量系统

说明书

本实用新型提供了一种含能材料的相变时间测量系统，包括第一激光器、第二激光器、飞片、显微共聚焦系统、光谱仪、光电倍增管和示波器；第一激光器用于出射第一激光，以使第一激光烧蚀飞片的表层产生高温等离子体，并通过高温等离子体驱动飞片撞击含能材料样品，使含能材料样品发生相变；第二激光器用于出射第二激光；显微共聚焦系统用于将第二激光聚焦到含能材料样品表面，并将含能材料样品的散射光中的拉曼信号光导入光谱仪；光谱仪用于分离出拉曼信号光中的拉曼特征光；光电倍增管用于将拉曼特征光信号转换为电信号；示波器用于记录电信号的时间，以根据时间测量出拉曼特征光的响应时间，高精度地得到含能材料样品的相变时间。

技术领域

本实用新型涉及材料结构相变技术领域，更具体地说，涉及一种含能材料的相变时间测量系统。

背景技术

含能材料属于自反应性化学物质，无需外界提供氧气就可以发生化学反应。环三次甲基三硝胺，也称黑索金，简称RDX，是单体含能材料的一种。它是无色晶体，不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，遇明火、高温、震动、撞击、摩擦能引起燃烧爆炸，在密度为1.7g/cm3时，爆速达8350m/s，是综合性能极佳的烈性炸药。

常温常压下，RDX存在两个结构相，分别是正交结构(AAE构象，α-RDX)和正交结构(AAA构象，β-RDX)。其中，α-RDX为稳定相，β-RDX为亚稳相。当被触碰后，β-RDX会立即相变为α-RDX，这一相变过程非常迅速且不可逆。

虽然现有的时间分辨拉曼技术可以对可重复触发的可逆相变的时间进行测量，并通过多次统计得到相变过程的图像，对材料的结构相变过程进行研究。但是，对于触碰导致的不可逆相变，如触碰导致的RDX亚稳相到稳定相的相变，现有的时间分辨拉曼技术无法提供可靠的撞击时间触发，导致相变时间难以测量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种含能材料的相变时间测量系统，以对含能材料的相变时间进行有效测量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种含能材料的相变时间测量系统，包括第一激光器、第二激光器、飞片、显微共聚焦系统、光谱仪、光电倍增管和示波器；

所述第一激光器用于出射第一激光，以使所述第一激光烧蚀所述飞片的表层产生高温等离子体，并通过所述高温等离子体驱动所述飞片撞击含能材料样品，使所述含能材料样品发生相变；

所述第二激光器用于出射第二激光；

所述显微共聚焦系统用于将所述第二激光聚焦到所述含能材料样品表面，并将所述含能材料样品的散射光中的拉曼信号光导入所述光谱仪；

所述光谱仪用于分离出所述拉曼信号光中的拉曼特征光；

所述光电倍增管用于将所述拉曼特征光信号转换为电信号；

所述示波器用于记录所述电信号的时间，以根据所述时间测量出所述拉曼特征光的响应时间，得到所述含能材料样品的相变时间。

可选地，还包括飞片支撑系统，所述飞片支撑系统包括光杆、第一支架、三维位移平台和方向可调的连接夹具；

所述飞片通过细线与圆环连接，所述圆环套在所述第一支架上，并卡在所述第一支架上的凹槽的固定位置；

所述第一支架通过所述方向可调的连接夹具固定在所述光杆上；

所述光杆固定在所述三维位移平台上，所述三维位移平台用于控制所述飞片在空间中平移到所需的位置。

可选地，所述显微共聚焦系统包括反光镜、截止滤光片、物镜、三目观察筒和光纤耦合透镜；

所述反光镜用于将所述第二激光器出射的第二激光反射至所述截止滤光片；

所述截止滤光片用于将所述第二激光反射至所述物镜；