chebЧебышевский сборникChebyshevskii Sbornik2226-8383Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University10.22405/2226-8383-2017-18-3-461-468cheb-371Research ArticleСтатьиArticleЗАТВЕРДЕВАНИЕ ВОДЫ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ СЖАТИИ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ДИНАМИКУ УДАРНЫХ ВОЛНSOLIDIFICATION OF WATER UNDER DYNAMIC COMPRESSION AND ITS INFLUENCE ON THE EVOLUTIONS OF SHOCK WAVESСавиныхА. С.SavinykhA. S.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

candidate of physical and mathematical sciences, senior research

savas@ficp.ac.ruГаркушинГ. В.GarkushinG. V.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

candidate of physical and mathematical sciences, senior researcher

garkushin@ficp.ac.ruКанельГ. И.Kanel’G. I.

доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент Российской академии наук, заместитель директора

doctor of physical and mathematical sciences, professor,  corresponding member of Russian Academy of Sciences, Deputy Director

kanel@ficp.ac.ruРазореновС. В.RazorenovS. V.

доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией

doctor of physics and mathematics, professor, head of laboratory

razsv@ficp.ac.ruИнститут проблем химической физики РАНРоссияInstitute of Problems of Chemical Physics RASRussian FederationОбъединенный институт высоких температур РАНРоссияJoint Institute for High Temperatures of Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут проблем химическойфизики РАНРоссияInstitute of Problems of Chemical Physics RASRussian Federation201709012018183461468Copyright © Савиных А.С., Гаркушин Г.В., Канель Г.И., Разоренов С.В., 20172017Савиных А.С., Гаркушин Г.В., Канель Г.И., Разоренов С.В.Savinykh A.S., Garkushin G.V., Kanel’ G.I., Razorenov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/371

В экспериментах со ступенчатым сжатием воды наблюдалось ее превращение в лед VII,  которое происходит из «переохлажденного» на примерно 40 К, состояния. Регистрировались  как релаксация давления в результате превращения в поверхностном слое, так и дисперсия  волны сжатия, распространяющейся по воде с параметрами, требуемыми для начала превращения.

The transition of water into the ice VII phase was observed in experiments with its step-like shock compression. The transition  occurs from a state “overcooled” by approximately 40 K. In the  experiments, we observed relaxation of pressure as a result of the  transition on a surface of LiF window as well as dispersion of the  compression wave which propagates through the water with the state  parameters needed for beginning of the transformation.

ударные волнывысокие давленияводазатвердевание.shock waveshigh pressureswatersolidificationReferencesМорозов Е. М., Левин В. А., Вершинин А. В. Прочностной анализ. Фидесис в руках инженера. М.: URRS, 2015 — 400 с.Morozov, EM, Levin, VA & Vershinin, AV 2015, Prochnostnoy analiz. Fidesis v rukakh inginera [The Strength analysis. Fidesys in the hands of an engineer] , URRS, Мoscow.В. Н Минеев, Р. М. Зайдель. Вязкость воды и ртути при ударном сжатии. ЖЭТФ, 1968, Т. 54, № 6, С. 1633Mineev, V.N. & Zaidel’, R.M. 1968, “The Viscosity of Water and Mercury Under Shock Loading”, JETP, vol. 27, no 6, pp. 874-878.А. Д. Сахаров, Р.М. Зайдель, В.Н. Минеев, А.Г. Олейник. Экспериментальное исследование устойчивости ударных волн и механических свойств вещества при высоких давлениях и температурах // ДАН СССР. - 1964. - Т.159, N 5. - С.1019-1022.Sakharov, A.D., Zaidel’, R.M., Mineev, V.N. & Ole’lnik A.G. 1964, “Experimental Investigation of the Stability of Shock Waves and the Mechanical Properties of Matter at High Pressures and Temperatures” Dokl. Akad. Nauk SSSR, vol.159, no. 5, pp.1019-1022.А. Н. Дремин, Д.И. Кузнецов, В.М. Шунин, В.В. Якушев. Вязкость и электропроводность глицерина при высоких динамических и статических давлениях. ЖФХ, 1980, Т. 54, вып. 1., С. 135-139Dremin, A.N., Kuznetsov, D.I., Shunin, V.M. & Yakushev V.V. 1980, “Viscosity and Electric-Conductivity of Glycerol at High Dynamic and Static Pressures” Zhurnal Fizicheskoi Khimii, vol. 54, no. 1, pp. 135-139.Г. И. Канель, А. С. Савиных, Г. В. Гаркушин, С. В. Разоренов. Оценка вязкости глицерина по ширине слабой ударной волны. Теплофизика высоких температур, т. 55, № 3, сс. 380–385.Kanel’, G.I., Savinykh, A.S., Garkushin, G.V. & Razorenov, S.V. 2017, “Evaluation of Glycerol Viscosity through the Width of a Weak Shock Wave”, High Temperature, vol. 55, no. 3, pp. 365–369. https://doi.org/10.1134/S0018151X17030105G. H. Miller and T. J. Ahrens. Shock-wave viscosity measurement. Reviews of Modern Physics, 1991, V. 63, No. 4, pp. 919-947Miller, G.H. & Ahrens, T.J. 1991, “Shock-Wave Viscosity Measurement”, Reviews of Modern Physics, vol. 63, no. 4, pp. 919-947. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.63.919С. Б. Кормер, К.Б. Юшко, Г.В. Кришкевич. Фазовое превращение воды в лед VII при ударном сжатии. ЖЭТФ, 1968, Т. 54, № 6, С. 1640Kormer, S.B., Yushko, K.B. & Krishkevich, G.V. 1968, “Phase Transformation of Water into Ice VII by Shock Compression”, JETP, vol. 27, no 6, pp. 879-881.D. H. Dolan, Y.M. Gupta. Time-dependent freezing of water under dynamic compression. Chemical Physics Letters 374 (2003) 608–612Dolan, D.H. & Gupta, Y.M. 2003, “Time-Dependent Freezing of Water Under Dynamic Compression”, Chem. Phys. Letters, vol. 374, pp. 608–612. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(03)00777-2D. H. Dolan, J. N. Johnson, and Y. M. Gupta. Nanosecond freezing of water under multiple shock wave compression: Continuum modeling and wave profile measurements. J. Chem. Phys. 123, 064702 (2005)Dolan, D.H., Johnson, J.N., & Gupta, Y.M. 2005 “Nanosecond Freezing of Water Under Multiple Shock Wave Compression: Continuum Modeling and Wave Profile Measurements”, J. Chem. Phys, vol. 123, P. 064702. https://doi.org/10.1063/1.1993556D. H. Dolan, M. D. Knudson, C. A. Hall and C. Deeney. A metastable limit for compressed liquid water. Nature Physics 2007, V. 3 pp. 339-342Dolan, D.H., Knudson, M.D., Hall, C.A. & Deeney, C. 2007, “A Metastable Limit for Compressed Liquid Water”, Nature Physics, vol. 3, pp. 339-342. doi:10.1038/nphys562.Stafford S.J.P., Chapman D.J., Bland S.N., and Eakins D.E. Observations on the nucleation of ice VII in compressed water. // AIP Conf. Proc. 2017. V. 1793, P. 130005.Stafford, S.J.P., Chapman, D.J., Bland, S.N., & Eakins, D.E. “Observations on the Nucleation of Ice VII in Compressed Water”, AIP Conf. Proc. 2017. vol. 1793, P. 130005. https://doi.org/10.1063/1.4971716Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е.. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996. 407 с.Kanel, GI, Razorenov, SV, Utkin, AV & Fortov, VE 1996, Udarno-Volnovye Yavleniya V Kondensirovannyh Sredah [Shock Wave Phenomena in Condensed Media], Yanus-K, Moscow.L.M. Barker and R.E. Hollenbach. Laser interferometer for measuring high velocities of any reflecting surface. J. Appl. Phys. 43, 4669 (1972)Barker, L.M. & Hollenbach, R.E. 1972, “Laser Interferometer for Measuring High Velocities of any Reflecting Surface”, J. Appl. Phys, vol. 43, P. 4669. https://doi.org/10.1063/1.1660986S. P. Marsh (Ed.), LASL Shock Hugoniot Data, (Univ. California Press, Berkeley, 1980)Marsh SP (Ed.) 1980, LASL Shock Hugoniot Data. Univ. California Press. Berkeley.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.