BNCP粒度对固体激光起爆感度和延期时间的影响

为提高火工药剂的激光感度,以3%(质量)碳黑为掺杂物,研究了高氯酸·四氨·双(5-硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)粒度对激光起爆能量和延期时间的影响,结果表明:在同样的条件下,BNCP粒度越小,激光起爆阈值越小,最小达2.17mJ;延期时间越短,最短达326.7μs。     

碳纳米管及碳黑对BNCP感度性能的影响

采用DSC、GJB5891.22,24,25,27-2006方法研究了掺杂碳纳米管(CNTs)及碳黑(CB)对高氯酸.四氨.双(5-硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)的热、撞击、摩擦、火焰、静电火花和激光感度的影响。结果表明:(1)碳纳米管和碳黑能够降低半导体激光起爆BNCP发火阈值;(2)掺杂5%CNTs和5%CB的BNCP的50%激光发火阈值分别为13.76和5.06 mJ;(3)在加热速率为10℃·min-1的条件下,BNCP、BNCP/CNTs、BNCP/CB主要放热分解峰温度分别为289.87,277.75,276.67℃;(4)撞击、火焰感度:BNCP>BNCP/CNTs>BNCP/CB;摩擦感度:BNCP/CB>BNCP/CNTs>BNCP;静电火花感度:BNCP/CB>BNCP>BNCP/CNTs。     

激光敏感起爆药高氯酸·5-肼基四唑汞的合成和性能

以5,5'-偶氮四唑钠为原料,采用盐酸酸化、乙酸钠重结晶的方法得到了5-肼基四唑中间体,5-肼基四唑再与醋酸汞和高氯酸经过配位反应得到了高氯酸·5-肼基四唑汞(HTMP).利用红外光谱分析仪、能谱分析仪、元素分析仪等表征了其结构,并测定了其热性能.采用兰利法测试了HTMP的激光感度,结果表明,在不掺杂情况下,HTMP 50%发火能量为972 mJ,高氯酸·四氨·双(5-硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)则不发火;当掺杂5%碳黑后,HTMP50%发火能量为2.56 mJ,BNCP为59 mJ.HTMP的机械感度与BNCP相当.     

温度交变中光纤接触式激光火工品的失效原因及抑制研究

为研究温度冲击、温度循环等温度交变环境对激光火工品发火时间的影响规律及作用机理,采用掺杂炭黑的高氯酸·四氨·双(5-硝基四唑)合钴(BNCP)为始发药剂及光纤窗口结构的激光火工品为实验样机,对经历47 h和94 h温度交变实验后的掺杂BNCP始发药剂性能、激光火工品结构变化、药剂和光纤约束情况进行了研究。结果表明,温度交变前激光火工品发火时间具有小于0.2 ms的高瞬发性,经历47 h温度交变后,发火时间会延迟至0.5 ms以上;随着温度交变时间的增长,达到94 h后个别产品发火延迟时间超过1 ms,甚至出现瞎火情况。掺杂BNCP始发药经历47 h的温度交变环境后出现碎晶,堆积密度从0.43 g·cm^-3降低到0.32 g·cm^-3,但碎晶现象不影响药剂的热分解性能及激光火工品的发火性能。温度交变环境下,火工品壳体结构与药剂膨胀系数的差异导致光纤和药剂间出现点火间隙,点火间隙同时影响激光光斑强度与热点的扩散效应,进而影响发火。通过增强药剂和光纤之间的约束可有效减少温度交变情况下点火间隙的产生,提高激光火工品的环境适应能力。     

用超级电容器驱动激光起爆BNCP的技术研究

为了研究基于超级电容驱动激光起爆的作用规律,建立了基于超级电容驱动的激光输出时域模型,设计了超级电容驱动激光起爆装置,获得了在不同容值和放电电压下激光的输出波形,测试数据与数值仿真数据基本吻合。利用超级电容驱动激光起爆装置研究了以高氯酸·[四氨·双(5?硝基四唑)]合钴(Ⅲ)(BNCP)为始发药、JH?14为输出装药的激光起爆器起爆规律。结果表明,基于超级电容驱动的激光起爆时间随着放电电压的升高而显著降低,降幅最大达71%,随电容容值的增大略有降低,降幅约32.1%,起爆能量均在0.037～0.057 mJ,起爆能量利用率随放电电压升高、电容值增大而降低,在放电电压13.5 V,电容120 mF的测试条件下,起爆作用时间最快为14.8μs,实现了超级电容驱动激光快速起爆。     

激光敏感起爆药高氯酸·5-肼基四唑汞的合成和性能

以5,5′-偶氮四唑钠为原料,采用盐酸酸化、乙酸钠重结晶的方法得到了5-肼基四唑中间体,5-肼基四唑再与醋酸汞和高氯酸经过配位反应得到了高氯酸.5-肼基四唑汞（HTMP）。利用红外光谱分析仪、能谱分析仪、元素分析仪等表征了其结构,并测定了其热性能。采用兰利法测试了HTMP的激光感度,结果表明,在不掺杂情况下,HTMP 50%发火能量为972 mJ,高氯酸·四氨·双（5-硝基四唑）合钴（Ⅲ）（BNCP）则不发火;当掺杂5%碳黑后,HTMP50%发火能量为2.56 mJ,BNCP为59 mJ。HTMP的机械感度与BNCP相当。     

基于新型半导体激光系统的B/KNO3/PF点火特性

为了研究点火系统的发火性能和点火特性,设计了一种新型可自检半导体激光点火系统和以微米级B/KNO3/酚醛树脂(PF)为装药的激光点火器。采用热重-差示扫描量热技术(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)、激光反射率和发射光谱等测试获取了药剂的形貌尺寸、元素分布、热性能、激光吸收效率和药剂粒子激发谱线等性能参数;通过激光点火系统启动点火器发火研究了激光脉宽对B/KNO3/PF药剂发火性能和点火特性的影响。结果显示:较大PF质量比(4.8%)的和较小颗粒(平均粒径6.97μm)的B/KNO3/PF药剂在DSC曲线中起始反应温度降低,放热量增加。点火器点火启动分为一次点火和二次点火两个过程,激光脉宽对点火器的点火特性有显著影响。当激光脉宽为5 ms和10 ms时,点火器能够正常发火,其50%发火能量分别为6.23 mJ和12.54 mJ。通过调节激光的脉宽和能量,获得点火器的一次点火延迟时间为3.50~4.69 ms,二次点火延迟时间为7.23~8.08 ms,火焰持续时间为58~83.5 ms;当激光脉宽为2 ms时,激光点火系统无法激励点火器正常发火。这种特性与半导体脉冲激光能量输出规律相符合。     

低温对激光起爆系统能量传输效率的影响（英）

为了对激光起爆系统(LDI)在低温下的可靠性进行评估,对双路LDI系统及各器件性能开展了温度试验和起爆试验研究.通过激光起爆器感度试验,得到对应20℃和-40℃时0.95置信水平下99.9％发火可靠度的激光能量值分别为0.783 mJ和0.747 mJ.在-40 ～20℃,对半导体激光器和光传输系统在低温下的特性进行了研究,分析得到了数值拟合经验公式.通过拟合公式计算得到每路激光起爆器上的发火能量值,进而得到LDI系统的发火裕度大于3.采用低温发火试验,验证了双路激光起爆系统可在低温下正常发火,具有较高的设计裕度.     

酚醛树脂对B/KNO3点火药激光烧蚀特性的影响

利用光电测试法、差热分析(DTA)和扫描式电子显微镜(SEM)分析方法,研究了B/KNO3和B/KNO3/酚醛树脂两种药剂激光点火过程中的烧蚀现象,分析了酚醛树脂对B/KNO3烧蚀特性的影响。结果表明,B/KNO3药剂中加入酚醛树脂后,化学反应的起始温度由556℃下降到548℃,反应放热量由1.86kJ·g-1增加到2.21kJ·g-1;酚醛树脂能明显降低药剂的烧蚀程度,提高药剂激光点火感度和降低点火延迟时间。加入酚醛树脂后,50%发火能量从17.95mJ降低到9.11mJ,点火延迟时间降低的程度随入射激光能量密度增大而减小。当入射激光能量密度为5J·cm-2时,点火延迟时间从17.5ms降低到7.2ms,当入射激光能量密度达到23J·cm-2时,二者点火延迟时间基本趋于一致。     

低温对激光起爆系统能量传输效率的影响（英文）

为了对激光起爆系统(LDI)在低温下的可靠性进行评估,对双路LDI系统及各器件性能开展了温度试验和起爆试验研究。通过激光起爆器感度试验,得到对应20℃和-40℃时0.95置信水平下99.9%发火可靠度的激光能量值分别为0.783mJ和0.747mJ。在-40~20℃,对半导体激光器和光传输系统在低温下的特性进行了研究,分析得到了数值拟合经验公式。通过拟合公式计算得到每路激光起爆器上的发火能量值,进而得到LDI系统的发火裕度大于3。采用低温发火试验,验证了双路激光起爆系统可在低温下正常发火,具有较高的设计裕度。