【摘要】：現代科技的發(fā)展及高功率設備的應用,高密度的電磁干擾和射頻干擾對傳統(tǒng)火工品的應用造成極大的威脅,電磁攻擊在戰(zhàn)場中的使用給現代武器系統(tǒng)生存能力帶來前所未有的挑戰(zhàn)。沖擊片雷管作為武器起爆系統(tǒng)的一個關鍵部件,可以滿足現代戰(zhàn)術要求的時間精度和安全性,其核心是金屬爆炸箔,主要由導電金屬膜或復合反應膜組成。Al/Ni多層反應膜因其獨特的層狀結構,其反應物間擁有納米級的接觸面積、原子擴散自由程短、反應活性高、反應迅速及能量釋放完全等特點,被廣泛用于爆炸箔材料。本文主要對Al/Ni多層爆炸箔的電爆炸性能做了一系列的研究,其研究的主要內容及結果如下:(1)采用磁控濺射儀制備Al/Ni多層膜,并利用光刻微加工技術制備橋區(qū)圖形。所制備的Al/Ni多層爆炸箔與基底具有較好結合力,無明顯缺陷。(2)利用SEM和TEM對Al/Ni多層膜的表面及斷面形貌進行觀察,并用EDS分析界面元素分布,XRD分析其物相及物相演變規(guī)律,DSC分析其合金化反應的放熱特性。研究結果表明:Al/Ni多層膜表面平整,層狀結構明顯,界面無明顯的預混現象;膜層結晶性良好,經退火處理,合金化反應的物相演變規(guī)律為隨退火溫度增加在Al/Ni界面依次形成Al3Ni、Al3Ni2和AlNi合金相;其對應Al/Ni多層膜熱分析的三個放熱峰,放熱峰位和峰強隨著調制周期和Cu插層厚度變化而變化。(3)利用自制電爆炸回路對不同類型的Al/Ni多層膜進行電爆炸測試,測試結果表明:隨著調制周期增大,原子合金化反應需要擴散的距離增加,起爆閾值增大;Cu層在Al/Ni界面處形成低熔AlCu合金,促進了Al/Ni合金化反應,但是Cu層加厚反而阻礙了Al、Ni原子相互擴散反應,由此,隨著插入Cu層厚度增加,起爆閾值先減小后增大。Al/Ni多層膜調制周期和Cu插層會影響Al/Ni多層爆炸箔的電爆炸性能。(4)利用FIRESET模型模擬Cu、Al和Al/Ni多層爆炸箔的電爆炸曲線,結果表明:其模擬曲線和實驗測試曲線有一定的誤差,尤其模型沒有考慮初始電阻,在電爆炸的初始時刻誤差較大。針對這一模型缺陷進行修正,修正后的模擬結果幾乎和實驗測試結果完全一致。
【圖文】：

如圖 1-1 所示�？傊�，無論在民用還是在軍用，火工品都發(fā)揮著巨大作用。圖1-1 火工品的廣泛應用Fig. 1 -1 The application of initiating explosive device1.1.1 沖擊片雷管火工品中， 雷管作為各類 引爆裝置的核心，對炸藥能否成功起爆起著至關重要的作用。早在 1864 年，著名化學家諾貝爾就發(fā)明了雷管[ 2 ]。1869 年，雷管正式用于軍事武器。雷管經歷了一百多年的發(fā)展，已經形成了品種齊全、型號眾多、結構多樣、用途廣泛的一類重要的火工品。第二次世界大戰(zhàn)結束時，點火裝置的佼佼者——傳統(tǒng)電雷管應運而生。傳統(tǒng)電雷管采用熱絲點火方式[ 3 ]，這種方法的安全性差，在加熱或撞擊等 作用下容易發(fā)生意外爆炸。 高功率設備的應用 、高密度的電磁干擾和射頻干擾對傳統(tǒng)電雷管的應用造成極大的威脅 ； 電磁攻擊在戰(zhàn)場中的使用

（ b） 爆 炸 箔 爆 炸 過 程（ a） 沖 擊 片 雷 管 的 結 構 圖 （ c） 爆 炸 箔 爆 炸 前 后 照 片圖1-2 沖擊片雷管的作用原理Fig. 1 -2 The theory of slapper detonator沖擊片雷管只有在特定的高能電脈沖作用下才能引爆，這種高能電脈沖在自然界及通常的戰(zhàn)場電磁環(huán)境下都很難發(fā)生。因此，沖擊片雷管 是一種安全可靠的起爆裝置。 沖擊片雷管工作的核心為金屬箔的電爆炸，所謂金屬電爆炸是指金屬在強電流的作用下，在短時間內經歷液氣轉變，迅速產生 高溫高壓 等離子體 ，并伴隨著電磁輻射和沖擊波的形成。圖 1-2（b）為金屬爆炸箔的爆炸示意圖，，在電脈沖作用下金屬爆炸箔發(fā)生電爆炸 ；圖 1-2（c）為電爆炸發(fā)生前后的照片。本課題主要是對爆炸箔的電爆炸展開一系列研究。
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ45;TB383.2

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本文編號：2639154