Untersuchungen zur Änderung des Aggregatzustandes von Metallen beim Durchgang starker Stoßwellen

Die Aufheizung von Metallen beim Durchgang von Stoßwellen ist wegen der kleinen Kompressibilität fester Körper im allgemeinen gering. Im Fall extrem starker Stoßwellen, beispielsweise bei der Anwendung von Sprengstoffen, kann der Temperaturanstieg jedoch so groß sein, daß das Metall nach der Druckentlastung flüssig ist. Diese Aussage stützt sich allerdings fast ausschließlich auf theoretische Berechnungen, da die direkte Bestimmung der Temperatur und damit des Aggregatzustands wegen der Kurzzeitigkeit der Vorgänge schwierig ist. Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, unter Verzicht auf direkte Temperaturmessung das mögliche Schmelzen von Metallen unter Stoßbelastung durch Untersuchung bestimmter, für den jeweiligen Aggregatzustand charakteristischer Erscheinungen nachzuweisen. Hierzu wurden durch Proben aus teils metallischen, teils nichtmetallischen Materialien mit Hilfe von Sprengstoffen Stoßwellen unterschiedlicher Stärke geschickt. Der Aggregatzustand nach der Druckentlastung wurde durch Röntgenblitzaufnahmen und Untersuchungen am aufgefangenen Material ermittelt. Es zeigte sich in Übereinstimmung mit der theoretischen Vorhersage, daß nur niedrigschmelzende Metalle wie Blei oder Zinn nach der Druckentlastung im flüssigen Zustand vorliegen und auch diese nur bei Anwendung hochenergetischer Sprengstoffe mit Stoßwellendrücken von einigen hundert Kilobar. Von diesen Fällen abgesehen sind stoßbelastete Metalle nach dem Stoßwellendurchgang im festen Zustand, mit einer Temperaturerhöhung von höchstens wenigen hundert Grad.