電水錘

衝擊放電在封閉液體容器中引起的壓力急劇變化。1905年，斯韋貝里用液中放電產生的衝擊波破碎金屬並獲得膠體，從而開始了對電水錘的研究。30年代，蘇聯工程師尤特金在白海海灣觀察到，一個強大雷閃放電打在海灣，掀起一股巨大水柱，並由此提出了在實驗室實現人造水中雷電的構想。1944年，道克勞夫斯基和斯坦紐科維奇提出用電容器對液體放電，可作為強大的定向衝擊波源。1955年，尤特金設計出一個帶輔助間隙的衝擊波發生器，從而實現了人造水中雷電的構想。他命名這一效應為電水錘（也有人稱為液電效應），完成了從物理現象的研究到工業應用的過渡。尤特金的裝置是在衝擊波發生器的液中間隙之前,裝設了一個輔助間隙,從而避免了緩慢升温產生蒸汽墊（它阻止機械效應向液中傳播），確保了電水錘的穩定形成。

在工業應用中，一般取電壓為 30～100千伏或更高，電容從幾分之一微法到1微法以上,所用液體工質有兩類：一類是絕緣油或化學純水；另一類是離子性導電液，如一般的自來水或其他含電解質的溶液。電水錘的波前液體壓力的最大值為 式中W 為單位火花長度上的衝擊電流的總能量;ρ為液體密度;Z 為衝擊電流波的波頭長度;T 為衝擊電流波的等值總長度；β 為一複雜的積分函數，對液體一般可取值為0.7。根據實驗結果和理論推算,瞬時衝擊壓力可高達6000～15000個大氣壓，有人認為最大壓力可達10000～100000個大氣壓。這樣大的壓力在工業上有着廣闊的應用領域。

①破碎：用於將50～100毫米粒徑的花崗石破碎成4毫米粒徑的顆粒，每噸耗電6～7千瓦時，其最小破碎粒徑可達千分之一毫米。電水錘也可用於破碎各種導體材料、彈性材料、冶金渣等（見圖）。②成型和鍛壓：在容積為1500立方厘米的儲水罐中放電時，產生的平均壓力大於2000大氣壓。活塞面積為100平方釐米時,作用壓力達19600牛。③鑽孔:放電頻率每分鐘50～60次、火花長25毫米時,3～4分鐘可將100毫米厚的金剛砂輪鑿穿；用於在100毫米粒徑的寶石上打孔，每孔只需2分鐘。④切削：可切割石英棒、陶管、瓷管、石板等。使用衝擊頻率為100赫，電壓30千伏，電容0.01～0.02微法時,消耗功率僅100瓦。⑤鋸:用一系列“鋸片”（間隙）串聯可形成很長的“鋸條”，可鋸任何非導體材料或石材。⑥海中探礦：中國曾用船載大容量衝擊發生器在海中勘探石油，效果很好。此外，電水錘還可用於製品內腔表面硬化，爆破，乳化，噴霧，以及用作水下回聲探測。隨着電水錘裝置的不斷改進，它的應用還會越來越廣泛。