利用磁控濺射和光刻工藝制備不同橋翼形狀爆炸箔,開展橋翼形狀對(duì)爆炸箔電爆特性及飛片速度的影響研究。研究表明:改變橋翼形狀對(duì)電學(xué)特性影響較小,圓形橋翼獲得電壓/電流曲線與傳統(tǒng)蝶形橋翼一致;飛片速度隨著電壓提高而增加,當(dāng)電壓為4.7k V時(shí),圓形橋翼爆炸箔飛片速度為3 251m/s,較蝶形橋翼爆炸箔飛片速度（3 073m/s）有一定提升,但增幅較小;剪切后飛片形狀表明圓形橋翼增加橋翼爆發(fā)臨界值,電流更為有效地被利用于橋區(qū)的等離子體過(guò)程中。 

【文章來(lái)源】：火工品. 2020,(04)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

爆炸箔橋翼結(jié)構(gòu)示意圖

圖2(a)～(b）為蝶形橋翼和圓形橋翼爆炸箔在4.7k V電壓下爆發(fā)的電壓/電流曲線。電壓/電流曲線表明，在4.7k V輸入電壓下橋箔電壓曲線表現(xiàn)出明顯電爆特征，出現(xiàn)緩慢上升期和陡峭上升期，其中電壓迅速上升階段對(duì)應(yīng)于橋箔氣化過(guò)程。當(dāng)電壓達(dá)到峰值時(shí)，橋箔氣化完成，此刻為電爆炸。在4.7k V電壓下，2種不同橋翼銅橋箔均表現(xiàn)出等離子體特性（爆發(fā)時(shí)電流有輕微下降），而且橋箔幾乎在峰值電流處爆炸，此時(shí)能量利用率最高。后續(xù)降低輸入電壓到2.9k V，其爆發(fā)特性見圖2(c)～(d）所示。隨著輸入電壓降低，橋箔爆發(fā)時(shí)間相應(yīng)增加，而吸收能量相應(yīng)減小。當(dāng)輸入電壓降低，提供給橋箔電流密度減小，銅材料需要更多時(shí)間積累焦耳熱達(dá)到熔化、氣化臨界能，因此爆發(fā)時(shí)間有所增加。通過(guò)對(duì)比蝶形橋翼和圓形橋翼，可見橋翼形狀改變對(duì)電爆特性改變較小，其電壓電流曲線趨勢(shì)、規(guī)律以及爆發(fā)時(shí)間幾乎沒(méi)有改變。文獻(xiàn)研究表明，爆炸箔爆發(fā)過(guò)程主要受電阻、材料熔化焓、蒸發(fā)焓、外界壓力等影響，本文中爆炸箔材料和橋區(qū)尺寸未改變，橋翼形狀變化對(duì)電阻的影響較小，因此電壓/電流曲線難以體現(xiàn)差異。2.2 爆炸箔飛片速度分析

利用PDV對(duì)不同橋翼形狀爆炸箔驅(qū)動(dòng)飛片的速度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖3。圖3顯示充電電壓和橋翼形狀直接影響飛片速度。充電電壓為2.9k V，圓形橋翼爆炸箔推動(dòng)飛片達(dá)到最大值為1 438m/s，而提高電壓為4.7k V后，飛片速度為3 251 m/s，其飛片速度提升約1 800m/s。蝶形橋翼爆炸箔飛片速度也隨著電壓提高而相應(yīng)增加。文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，橋箔爆炸時(shí)由于材料氣化導(dǎo)致電阻急劇增加，從而電壓達(dá)到峰值，隨后氣化材料在感應(yīng)電壓下電離產(chǎn)生等離子體。等離子體的導(dǎo)電性導(dǎo)致電壓急劇下降，因此感應(yīng)電壓高低直接影響等離子體性能。充電電壓增加，爆炸箔單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多焦耳熱，導(dǎo)致物相轉(zhuǎn)變速率加快，從而提高感應(yīng)電壓、增強(qiáng)等離子體輸出性能，最終飛片速度大幅提高。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3502703