叠氮化铅半导体桥点火研究

利用半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)作为发火元件点燃叠氮化铅(Lead Azide,LA),获得了其电压电流曲线,通过分析其电压电流曲线和烧蚀后的桥面,发现两种不同的点火机理:当LA的颗粒较大时(45μm),利用SCB产生的等离子体将药剂点燃;当LA的颗粒较小时(1μm),SCB不产生等离子体就可以将药剂点燃。非等离子体点火时,其发火电压约为等离子体点火时的20%,降低了SCB的点火能量。此外,压药压力对非等离子体点火的最低发火电压有一定影响,80MPa时其发火电压最低。     

半导体桥对含能材料的点火特性研究

在10μF钽电容放电激励下,对两种阻值相当质量不同的半导体桥(SCB)和细化的发火药剂斯蒂芬酸铅(LTNR)和叠氮化铅(PbN6)所组成的发火件进行了实验研究,根据发火件的电特性变化和发火现象发现半导体桥存在电热发火、电爆发火和等离子体发火三种情况,测试了SCB/LTNR和SCB/PbN6发火件的50%发火电压和发火时间。结果表明半导体桥的发火电压阈值不仅与发火药剂有关,还与半导体桥换能元有关,所以半导体桥的设计存在最佳质量,通过对比得知LTNR比PbN6感度高,PbN6比LTNR的燃速高。     

叠氮肼镍半导体桥点火研究

研究了一种新型高威力起爆药叠氮肼镍(nickel hydrazine azide,NHA)的半导体桥(semiconductor bridge,SCB)点火性能,确定了其最佳的点火参数为压药压力60MPa,电容47μF,药剂粒度49μm。研究其电压-时间曲线和电压-点火能量曲线发现:在高电压下,半导体桥产生等离子体将药剂点燃,低电压下,半导体桥产生的焦耳热可以在炸药中形成热点,将药剂点燃。     

复合半导体桥的电爆特性

针对半导体桥小型化带来的点火可靠性问题,制备了复合半导体桥,采用高速存贮示波器对其在22μF电容不同充电电压下的电爆过程进行了研究,并与多晶硅半导体桥的电爆性能进行了对比。结果显示:在电爆过程爆发前,复合半导体桥和多晶硅半导体桥的电爆过程基本一致;爆发后特别是在高压时(50 V),与多晶硅半导体桥相比,复合半导体桥上电流下降缓慢,爆发所需时间稍偏长,作用于等离子体上的能量稍多;爆发后3μs内,复合半导体桥作用于等离子体上的能量增加较多,因此复合半导体桥点火可靠性更高。复合半导体桥上金属薄膜的存在是造成上述结果差异的原因。     

半导体桥静电作用前后点火特性

对静电作用过的半导体桥和未经受静电作用的半导体桥进行D-最优化点火实验,得到全发火电压,并在全发火电压下点火,用示波器采集电压、电流以及发火时间等信号,用显微镜观察桥面的烧蚀情况并计算烧蚀面积。分析得到:静电对半导体桥的桥膜产生了损伤,静电电压越大,烧蚀面积越大;经过静电作用的桥与未静电作用的桥相比,全发火电压降低,发火能量减小,桥变得更加敏感。对全发火电压下的发火能量和发火时间进行t检验,得到21 kV是临界值,静电电压大于21 kV,静电对桥的性能影响明显;小于21 kV,静电对桥的影响不大。     

火工品用复合半导体桥技术的研究与发展

具有低发火能量、高瞬发度、高安全性以及比多晶硅半导体桥更高的能量输出优异性能的复合半导体桥(SCB)点火起爆装置(EED),是一类采用现代微电子工艺,由反应材料与半导体桥相结合的新型点火产品。从理论、结构、性能不同角度,综述了复合半导体桥EED的研究进展与优缺点。为增大SCB点火性能提供可行的依据和参考,对比分析了多层复合膜点火桥的结构特点、反应材料、发火条件、输出性能。认为多层复合SCB是多晶硅半导体桥的理想改进产品,具有更广泛的应用范围和前景。      

叠氮化铅动态载荷下的响应特性研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置研究了叠氮化铅动态载荷下的损伤特性、受力特点.研究表明:动态载荷下叠氮化铅受压缩作用明显,出现了装药结构破损、碎片厚度减小且密度最大增幅达10%的试验现象.通过分析透射波,可见叠氮化铅药片依次经历了应力增长、平衡、下降3个过程,试样表现出了弹性行为和脆性断裂特征.入射波并没有伞部加...     

降低药剂SCB点火能量的研究进展

半导体桥(SCB)点火技术研究中,点火能量的降低是一个重要的研究部分。影响SCB点火能量的因素很多,本文主要从SCB结构、SCB药剂点火机理、药剂装药等几个方面分析总结了降低药剂SCB点火能量的方法。认为,从以下几个方面可以有效地降低SCB点火能量:(1)小截面SCB(23μm(L)×67μm(W)×2μm(t));(2)斯蒂芬酸铅(LTNR)作为SCB点火药剂;(3)药剂粒度在5μm以下;(4)压药压力不小于30 MPa;(5)掺加微米级的Zr粉;(6)选用导电导热差的G10管壳装药。     

羧甲基纤维素叠氮化铅微装药压力与密度关系试验研究

微尺寸下的压药压力与装药密度的关系是微机电系统(MEMS)引信装药密度、装药量及其爆轰特性研究与设计的基础性能参数。本实验采用容积法对微尺寸0.9mm和常规尺寸5.28mm直径的羧甲基纤维素叠氮化铅(简称羧铅)压药压力与装药密度的关系进行了研究,分别得到两种尺寸装药的拟合公式及其关系曲线,由此得出微尺寸与一般尺寸的压药压力与装药密度关系存在不同,其原因可能为冲头与管壳配合的摩擦力不同,同时得到了两种装药孔隙率和应力之间的关系。     

具有电压保护功能的半导体桥点火元件

半导体桥点火装置（10），具有整体电压防爆保险功能，它的电路包括一个发火线路，还可选择性地带有一根监测线路。发火线路包括半导体连接区（14a,14b)，连接区互相分离，通过桥（14c)相连接；还包括处理在连接区（14a,14b)上的金属化层（16a,16b)，于是作用在金属化层（16a,16b)上的电势能产生足够的电流，通过电路的发火线路，在桥（16c)处释放能量。介电层（15）被夹在发火线路中，它的击穿电压就是所选定的临界电压（Vth)，因而能够在有低于临界电压（Vth)的杂散电势作用时，保护装置使其不起作用。电路中的连续性监测线路与发火线路并联，它或者可以是一个可熔链（34）（fusible link)，或者可以是一个电阻器（36）。     

半导体桥上尖角、圆孔对其电爆性能的影响（英）

设计了14种带有尖角和圆孔的半导体桥,研究了在电容放电发火条件下尖角、圆孔对其发火时间、发火所消耗的能量等性能参数的影响规律,并从半导体桥的作用机理方面对实验结果进行了分析.结果表明,SCB上V型尖角使得SCB发火时间和发火所消耗的能量明显降低,而圆孔对SCB发火性能影响不明显.     

半导体桥生成等离子体温度的测量

应用原子发射光谱双谱线测温法原理,采用高速数字存贮示波器对半导体桥生成的等离子体温度以及桥上电压、电流变化进行了实时瞬态测量,获得了等离子体温度以及半导体桥上消耗的能量随时间变化的曲线,在半导体桥两端施加21 V电压的条件下,对6.8、15、47、68、100 μF五种不同容量的钽电容对半导体桥的作用时间、消耗能量以及生成等离子体温度的影响进行了研究,结果表明: 半导体桥生成等离子体最高温度与电容呈线性关系,其最高温度由6.8 μF时的2242 K升高到100 μF时的3324 K.     

烟火药做功能力测试研究

参照炸药做功能力试验,采用铅壔法对雷药、黑火药和红光剂3种粉状烟火药的做功能力进行了测试研究。从点火方式、铅壔温度、药剂类型三方面入手,分别研究了其对药剂做功能力的影响。研究结果表明:装药密度≤1.047g.cm-3的情况下可用电雷管起爆来达到烟火药的稳定爆轰;铅壔温度必须严格修正以便于试验结果统一比较;被测药剂中,使铅壔扩孔值变化最大的是雷药,做功能力为113.29mL,黑火药和红光剂相对较小,做功能力分别为51.20mL和51.60mL。     

铝-氧化铜可反应性桥膜的制备及表征

采用磁控溅射技术在衬底基片上制备了Al-CuO复合桥膜。利用扫描电镜、X射线衍射对复合桥膜的微观形貌和晶相结构进行了表征。采用恒压电源对复合桥膜进行了通电点火实验,通过对比Al桥膜和Al-CuO复合桥膜的电流变化曲线、对桥膜点火后的晶相结构进行XRD分析、利用高速摄影仪观察复合桥膜的点火过程,从而对复合桥膜的化学反应性能进行了表征。结果表明,复合桥膜具有分层结构,Al膜和CuO膜皆由均匀、近似球状的纳米晶粒构成,Al-CuO复合桥膜在通电后发生了氧化还原反应。     

半导体桥(SCB)冲击片起爆技术研究

优化设计了硅半导体芯片及桥区参数,并对SCB冲击片起爆HNS-Ⅳ炸药及影响发火能量的因素进行了试验研究。结果表明,致密性好的SCB多晶硅,厚度为4μm时,50%发火能量低,起爆重现性好。