爆炸箔桥翼形状对电爆特性及飞片速度影响研究

发布时间：2021-11-18 10:05

　　利用磁控溅射和光刻工艺制备不同桥翼形状爆炸箔,开展桥翼形状对爆炸箔电爆特性及飞片速度的影响研究。研究表明:改变桥翼形状对电学特性影响较小,圆形桥翼获得电压/电流曲线与传统蝶形桥翼一致;飞片速度随着电压提高而增加,当电压为4.7k V时,圆形桥翼爆炸箔飞片速度为3 251m/s,较蝶形桥翼爆炸箔飞片速度（3 073m/s）有一定提升,但增幅较小;剪切后飞片形状表明圆形桥翼增加桥翼爆发临界值,电流更为有效地被利用于桥区的等离子体过程中。 

【文章来源】：火工品. 2020,(04)北大核心CSCD

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

爆炸箔桥翼结构示意图

图2(a)～(b）为蝶形桥翼和圆形桥翼爆炸箔在4.7k V电压下爆发的电压/电流曲线。电压/电流曲线表明，在4.7k V输入电压下桥箔电压曲线表现出明显电爆特征，出现缓慢上升期和陡峭上升期，其中电压迅速上升阶段对应于桥箔气化过程。当电压达到峰值时，桥箔气化完成，此刻为电爆炸。在4.7k V电压下，2种不同桥翼铜桥箔均表现出等离子体特性（爆发时电流有轻微下降），而且桥箔几乎在峰值电流处爆炸，此时能量利用率最高。后续降低输入电压到2.9k V，其爆发特性见图2(c)～(d）所示。随着输入电压降低，桥箔爆发时间相应增加，而吸收能量相应减小。当输入电压降低，提供给桥箔电流密度减小，铜材料需要更多时间积累焦耳热达到熔化、气化临界能，因此爆发时间有所增加。通过对比蝶形桥翼和圆形桥翼，可见桥翼形状改变对电爆特性改变较小，其电压电流曲线趋势、规律以及爆发时间几乎没有改变。文献研究表明，爆炸箔爆发过程主要受电阻、材料熔化焓、蒸发焓、外界压力等影响，本文中爆炸箔材料和桥区尺寸未改变，桥翼形状变化对电阻的影响较小，因此电压/电流曲线难以体现差异。2.2 爆炸箔飞片速度分析

利用PDV对不同桥翼形状爆炸箔驱动飞片的速度进行测试，测试结果见图3。图3显示充电电压和桥翼形状直接影响飞片速度。充电电压为2.9k V，圆形桥翼爆炸箔推动飞片达到最大值为1 438m/s，而提高电压为4.7k V后，飞片速度为3 251 m/s，其飞片速度提升约1 800m/s。蝶形桥翼爆炸箔飞片速度也随着电压提高而相应增加。文献研究结果表明，桥箔爆炸时由于材料气化导致电阻急剧增加，从而电压达到峰值，随后气化材料在感应电压下电离产生等离子体。等离子体的导电性导致电压急剧下降，因此感应电压高低直接影响等离子体性能。充电电压增加，爆炸箔单位时间内产生更多焦耳热，导致物相转变速率加快，从而提高感应电压、增强等离子体输出性能，最终飞片速度大幅提高。

【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击片雷管爆炸箔的制备与电爆性能[J]. 黄娜,唐洪佩,黄寅生,何义.  含能材料. 2014(04)
[2]三种爆炸箔桥形状的比较分析[J]. 钱勇,褚恩义,谢高第,任西,宋琛,窦春亚.  兵工学报. 2009(02)
[3]新型电爆炸箔系统电压对爆发电流影响的实验研究[J]. 曾庆轩,袁士伟,罗承沐,冯长根.  火工品. 2002(01)
[4]冲击片雷管的参数设计[J]. 杨振英,马思孝,邓琼,褚恩义,高馥萍.  火工品. 1996(01)



本文编号：3502703