含能材料爆炸伴隨的巨大破壞效應不利于人們對實驗現(xiàn)象和反應行為的深入研究。脈沖激光燒蝕是實現(xiàn)炸藥快速反應和燃燒的重要微細觀實驗手段之一,兼具安全、實驗效率高、資源消耗少、定向激發(fā)等優(yōu)點,被認為是研究含能材料反應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、陰影成像等動態(tài)實驗測量手段,對RDX基含鋁炸藥的持續(xù)性反應行為及液體含能材料硝基甲烷的流動擴散進行了研究。論文的主要研究結(jié)果如下:1、設計和完善了激光燒蝕實驗系統(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行為特征。實驗結(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)性的反應行為;含鋁炸藥在激光燒蝕下的反應行為具有典型的二次反應特征,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是導致二次反應發(fā)生和持續(xù)反應的主要原因,AIO分子是氧化反應重要的中間產(chǎn)物。2、為了對激光燒蝕作用過程有更清晰的認識,同時評估空氣對反應發(fā)展不同階段的影響,我們嘗試改變激光聚焦點到材料表面的距離,研究不同的激光能量沉積模式對反應發(fā)展的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同的... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?１激光燒蝕下發(fā)射光譜和ＣＮ基團的熒光光譜分布圖??

Ｙｅｈｕｄａ?Ｈａａｓ等人還采用發(fā)射光譜和激光誘導熒光光譜技術對激光燒蝕后分解產(chǎn)生??的氣態(tài)產(chǎn)物進行了實時監(jiān)測１２。獲得的譜學信息以ＣＮ分子基團的發(fā)射光譜和熒光光譜??為主（見圖１．?１），研究發(fā)現(xiàn)ＣＮ分子基團發(fā)射光譜的強度變化規(guī)律和沖擊波強度變化規(guī)??律類似，開始都隨著ＧＡＰ比例的增加而單調(diào)增強，但當ＧＡＰ比例接近７０？８０％時，兩??者的強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）?Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ１）??圖１．?１激光燒蝕下發(fā)射光譜和ＣＮ基團的熒光光譜分布圖??Ｌｉｐｐｅｒｔ等人通過一系列系統(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的驅(qū)動能力１３。Ｌｉｐｐｅｒｔ等人進一步采用陰影成像方法研究了??激光燒蝕后的流動行為。結(jié)果表明，在固定的激光功率下，隨著波長的增長，沖擊波傳??播速度下降；同時，波長越短，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??大體積的碎片的運動一般不受沖擊波運動的影響

激光燒蝕下含能材料的反應和流動行為研究??在產(chǎn)物成分中占優(yōu)勢地位。??Ｓｕｋｅｓｈ?Ｒｏｙ等人觀測了激光燒蝕摻雜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）對波后溫度瞬態(tài)間中的分布情況進行了測量。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動位置和沖擊波能量隨時間變化的關系。圖１．?４為ＣＡＲＳ測圖，右側(cè)為激光燒蝕后１．３叫附近幾個空間位置點中溫度分布情況。圖１．５左同位置處理論溫度值和實測溫度值的比較，理論溫度值基于實測的沖擊波速度程計算得到。由圖可知，離沖擊波波陣面越近，實測溫度值和理論值越接近，認為這是由于理論計算沒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。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，實驗測得溫度均高于鋁的熔化溫度（９３３?Ｋ），最高溫度約為３６００±對應的鋁粉顆粒尺寸為５０?ｎｍ）。???＿?ｉ．ｌ?｜?ｊ］?ｊｉｊ?｜?＇?＇?＾?Ｐｉｌｌ＇．＇?＇〇?�。�！?Ｉ?－??＇ｒ

【參考文獻】：
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