【摘要】：現(xiàn)代科技的發(fā)展及高功率設(shè)備的應(yīng)用,高密度的電磁干擾和射頻干擾對(duì)傳統(tǒng)火工品的應(yīng)用造成極大的威脅,電磁攻擊在戰(zhàn)場(chǎng)中的使用給現(xiàn)代武器系統(tǒng)生存能力帶來(lái)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(gè)關(guān)鍵部件,可以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)要求的時(shí)間精度和安全性,其核心是金屬爆炸箔,主要由導(dǎo)電金屬膜或復(fù)合反應(yīng)膜組成。Al/Ni多層反應(yīng)膜因其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu),其反應(yīng)物間擁有納米級(jí)的接觸面積、原子擴(kuò)散自由程短、反應(yīng)活性高、反應(yīng)迅速及能量釋放完全等特點(diǎn),被廣泛用于爆炸箔材料。本文主要對(duì)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(nèi)容及結(jié)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(shù)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(jié)合力,無(wú)明顯缺陷。(2)利用SEM和TEM對(duì)Al/Ni多層膜的表面及斷面形貌進(jìn)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(yīng)的放熱特性。研究結(jié)果表明:Al/Ni多層膜表面平整,層狀結(jié)構(gòu)明顯,界面無(wú)明顯的預(yù)混現(xiàn)象;膜層結(jié)晶性良好,經(jīng)退火處理,合金化反應(yīng)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(duì)應(yīng)Al/Ni多層膜熱分析的三個(gè)放熱峰,放熱峰位和峰強(qiáng)隨著調(diào)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(duì)不同類(lèi)型的Al/Ni多層膜進(jìn)行電爆炸測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明:隨著調(diào)制周期增大,原子合金化反應(yīng)需要擴(kuò)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(jìn)了Al/Ni合金化反應(yīng),但是Cu層加厚反而阻礙了Al、Ni原子相互擴(kuò)散反應(yīng),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(diào)制周期和Cu插層會(huì)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(jié)果表明:其模擬曲線和實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線有一定的誤差,尤其模型沒(méi)有考慮初始電阻,在電爆炸的初始時(shí)刻誤差較大。針對(duì)這一模型缺陷進(jìn)行修正,修正后的模擬結(jié)果幾乎和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果完全一致。
【圖文】：

如圖 1-1 所示�？傊�，無(wú)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(yīng)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(lèi) 引爆裝置的核心，對(duì)炸藥能否成功起爆起著至關(guān)重要的作用。早在 1864 年，著名化學(xué)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(jīng)歷了一百多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了品種齊全、型號(hào)眾多、結(jié)構(gòu)多樣、用途廣泛的一類(lèi)重要的火工品。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，點(diǎn)火裝置的佼佼者——傳統(tǒng)電雷管應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)電雷管采用熱絲點(diǎn)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(shè)備的應(yīng)用 、高密度的電磁干擾和射頻干擾對(duì)傳統(tǒng)電雷管的應(yīng)用造成極大的威脅 ； 電磁攻擊在戰(zhàn)場(chǎng)中的使用

（ b） 爆 炸 箔 爆 炸 過(guò) 程（ a） 沖 擊 片 雷 管 的 結(jié) 構(gòu) 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(chǎng)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(qiáng)電流的作用下，在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷液氣轉(zhuǎn)變，迅速產(chǎn)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(duì)爆炸箔的電爆炸展開(kāi)一系列研究。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TJ45;TB383.2

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本文編號(hào)：2639154