含能材料爆炸伴隨的巨大破壞效應(yīng)不利于人們對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)行為的深入研究。脈沖激光燒蝕是實(shí)現(xiàn)炸藥快速反應(yīng)和燃燒的重要微細(xì)觀實(shí)驗(yàn)手段之一,兼具安全、實(shí)驗(yàn)效率高、資源消耗少、定向激發(fā)等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是研究含能材料反應(yīng)行為行之有效的手段之一。本文基于激光燒蝕手段,結(jié)合自發(fā)光成像、發(fā)射光譜、陰影成像等動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)量手段,對(duì)RDX基含鋁炸藥的持續(xù)性反應(yīng)行為及液體含能材料硝基甲烷的流動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)行了研究。論文的主要研究結(jié)果如下:1、設(shè)計(jì)和完善了激光燒蝕實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了黑索今（RDX）單質(zhì)炸藥與RDX基含鋁炸藥在激光燒蝕下的反應(yīng)行為特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,激光燒蝕作用于RDX單質(zhì)粉末主要引起其局部的等離子體化,并未在RDX單質(zhì)粉末中激發(fā)持續(xù)性的反應(yīng)行為;含鋁炸藥在激光燒蝕下的反應(yīng)行為具有典型的二次反應(yīng)特征,相比單質(zhì)炸藥表現(xiàn)出明顯的持續(xù)燃燒特征。鋁粉參與的氧化反應(yīng)是導(dǎo)致二次反應(yīng)發(fā)生和持續(xù)反應(yīng)的主要原因,AIO分子是氧化反應(yīng)重要的中間產(chǎn)物。2、為了對(duì)激光燒蝕作用過(guò)程有更清晰的認(rèn)識(shí),同時(shí)評(píng)估空氣對(duì)反應(yīng)發(fā)展不同階段的影響,我們嘗試改變激光聚焦點(diǎn)到材料表面的距離,研究不同的激光能量沉積模式對(duì)反應(yīng)發(fā)展的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：118 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?１激光燒蝕下發(fā)射光譜和ＣＮ基團(tuán)的熒光光譜分布圖??

Ｙｅｈｕｄａ?Ｈａａｓ等人還采用發(fā)射光譜和激光誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù)對(duì)激光燒蝕后分解產(chǎn)生??的氣態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)１２。獲得的譜學(xué)信息以ＣＮ分子基團(tuán)的發(fā)射光譜和熒光光譜??為主（見(jiàn)圖１．?１），研究發(fā)現(xiàn)ＣＮ分子基團(tuán)發(fā)射光譜的強(qiáng)度變化規(guī)律和沖擊波強(qiáng)度變化規(guī)??律類似，開(kāi)始都隨著ＧＡＰ比例的增加而單調(diào)增強(qiáng)，但當(dāng)ＧＡＰ比例接近７０？８０％時(shí)，兩??者的強(qiáng)度又隨著比例的增加而變?nèi)酢??一?．＿?Ｐ⑴￣￣＇￣￣＇￣＇?Ｘ（ｖ－Ｏ）?—＾Ｂ（ｖ－Ｏ）＇?１?￣?Ｒ（Ｊ）－??？?▲?〇Ｈ（Ａ－Ｘ）?？?２?丨＾?＾?＾?ｔ?Ｓ?Ｗ?＇—－１！〇?２＾??＾?■?〇?Ｃ，（Ｃ－Ａ）?？?＞??ｃ?？?＾（ｄ－ａｔＳｗａｎ）?＇Ｚｎ??§?■?，?ＣＨ?＜Ｃ－Ｘ）?？?Ｓ??＾?ｃ?ＣＨ（Ａ－Ｘ）?？?５?－??ｏ?？?ＣＮ?（Ｂ－Ｘ）?ｖ?ｕ??Ｓ?ｏ?ＮＨ?（Ａ－Ｘ）?。?？?Ｈ??＼?｜?ｌ�。�?Ｉ?Ｉ?Ｉ?：??Ｓｉ??３００?３５０?４００?４５０?ｒ?．一￣一＾＾??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（細(xì)）?Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ１）??圖１．?１激光燒蝕下發(fā)射光譜和ＣＮ基團(tuán)的熒光光譜分布圖??Ｌｉｐｐｅｒｔ等人通過(guò)一系列系統(tǒng)的研究工作也發(fā)現(xiàn)同等能量的激光燒蝕下，含能聚合物??ＧＡＰ擁有比惰性聚合物更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力１３。Ｌｉｐｐｅｒｔ等人進(jìn)一步采用陰影成像方法研究了??激光燒蝕后的流動(dòng)行為。結(jié)果表明，在固定的激光功率下，隨著波長(zhǎng)的增長(zhǎng)，沖擊波傳??播速度下降；同時(shí)，波長(zhǎng)越短，激光燒蝕后產(chǎn)生的固態(tài)碎片越少、氣態(tài)產(chǎn)物越多；而較??大體積的碎片的運(yùn)動(dòng)一般不受沖擊波運(yùn)動(dòng)的影響

激光燒蝕下含能材料的反應(yīng)和流動(dòng)行為研究??在產(chǎn)物成分中占優(yōu)勢(shì)地位。??Ｓｕｋｅｓｈ?Ｒｏｙ等人觀測(cè)了激光燒蝕摻雜ＡＩ納米顆粒的硝酸銨與氧化劑混合物后擊波傳播的圖像?＇并基于相干反斯托克斯拉曼散射（ＣＡＲＳ）對(duì)波后溫度瞬態(tài)間中的分布情況進(jìn)行了測(cè)量。圖１．３左側(cè)是沖擊波傳播的陰影圖像，右側(cè)為基讀得到的沖擊波運(yùn)動(dòng)位置和沖擊波能量隨時(shí)間變化的關(guān)系。圖１．?４為ＣＡＲＳ測(cè)圖，右側(cè)為激光燒蝕后１．３叫附近幾個(gè)空間位置點(diǎn)中溫度分布情況。圖１．５左同位置處理論溫度值和實(shí)測(cè)溫度值的比較，理論溫度值基于實(shí)測(cè)的沖擊波速度程計(jì)算得到。由圖可知，離沖擊波波陣面越近，實(shí)測(cè)溫度值和理論值越接近，認(rèn)為這是由于理論計(jì)算沒(méi)有考慮沖擊波波陣面后納米顆粒與硝酸銨及氧化劑放熱的累積效應(yīng)。Ｒｏｙ等人還給出了?１．３?附近不同尺寸的ＡＩ顆�；旌衔餆确植记闆r，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溫度均高于鋁的熔化溫度（９３３?Ｋ），最高溫度約為３６００±對(duì)應(yīng)的鋁粉顆粒尺寸為５０?ｎｍ）。???＿?ｉ．ｌ?｜?ｊ］?ｊｉｊ?｜?＇?＇?＾?Ｐｉｌｌ＇．＇?＇〇?！ｌ！?Ｉ?－??＇ｒ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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