超声锤在固体中产生热点

当能量在空间或时间上高度集中时，机械作用可产生显著的物理和机械化学效应。固体中此类现象的一个重要例子是爆炸的机械引发，长期以来人们推测这是由于含能材料局部微观结构中产生“热点”所致。然而，关于此类热点的直接实验证据极其有限；其产生机制尚不明确，且控制其位置的方法仍难以捉摸。在此，我们报道了在温和超声辐照下固体复合材料中产生强烈的局部微尺度热点，并通过热成像显微镜进行了直接可视化。这些升温速率达到 ~22,000 K s−1 的超声热点仅在复合固体的界面分层位点处成核。通过对嵌入组分进行表面改性引入特定的分层位点，可以精确且可靠地控制热点位置，并实现对含能材料（包括燃料/氧化剂炸药）反应引发的微观控制。爆炸的引发被认为源于含能材料局部微观结构中“热点”的产生，尽管实验证据一直有限。在此，作者展示了利用超声锤在固体复合材料中形成可控热点，引入了一种新的研究方法。