论文部分内容阅读
本文主要对冲击片雷管中的药剂和爆炸箔等参数进行了优化,采用溶剂非溶剂重结晶法细化六硝基芪(HNS),结合微机电系统(MEMS)火工技术利用闭合场非平衡磁控溅射离子镀系统镀膜和皮秒激光微加工系统刻桥形,制备了Cu、Cu/Au、 Cu/Al/Ni爆炸箔;利用XRD、SEM>等分析方法对细化前后的药剂、成型的爆炸箔进行了表征;并利用自制起爆回路,对爆炸箔的电爆性能进行了测试;最后模拟分析了爆炸箔的几何参数和起爆回路的电参数对冲击片雷管起爆电流的影响。主要研究结果如下:(1)细化后HNS的粒度D(V,0.5)为1.08μm,接近亚微米级;SEM结果显示细化后呈光滑长棒状结晶与细化前的柱状结构相比,形貌大为改观;TG结果显示细化后HNS比原料提前10℃开始反应,热感度升高。爆炸箔的XRD结果显示制备薄膜纯度很高,发现Cu、Au、Al、Ni等特征峰,未检测到明显的CuO或CuxO等特征峰;SEM观测表明,膜表面均匀致密粒度为微米级,多层复合膜Cu/Al/Ni层状结构分明;AFM检测表明,Cu爆炸箔平均粗糙度为138.527nm, Cu/Au为20.588nm, Cu/Al/Ni为48.587nm。(2)伏安特性曲线表明,Cu爆炸箔在充电电压为2500V时,能量利用率最高能达到18%,并在此充电电压下进行了爆炸箔的性能对比测试,得到Cu/Au爆炸箔、Cu/Al/Ni爆炸箔的爆发电流、爆发时刻瞬时功率明显大于Cu爆炸箔,桥区尺寸为0.3mm×0.3mm的Cu、Cu/Au爆炸箔比桥区尺寸为0.4mm×0.4mm的爆发电流略大,但Cu/Al/Ni爆炸箔变化不明显。相同材料、桥区尺寸下的爆炸箔夹角为45°的爆发电流优于30°、60°夹角的爆炸箔。高速摄影显示,Cu/Al/Ni、Cu/Au爆炸箔产生的等离子体羽大于Cu爆炸箔,且Cu/Al/Ni爆炸箔相对于其他爆炸箔出现了明显的黄色火花光斑,伴随着产物粒子的飞溅。(3)模拟结果显示降低起爆回路电感和初始电阻,尽可能选择小电容,适当减小爆炸箔桥区尺寸,厚度适中,能起到降低冲击片雷管起爆电流的目标。