含能材料激光点火的氧平衡问题研究

实验研究了含能材料激光点火的氧平衡问题。对Zr/KClO4 等的临界激光点火能量的测定实验表明,锆与高氯酸钾的质量比对Zr/KClO4 的临界激光点火能量阈值有明显影响,在其他条件、因素相同的情况下,当偏富氧配比时,有利于激光点火,即点火的阈值能量低,或者说含能材料的激光感度较高。     

激光对金属背面含能材料的点火阈值

实验研究了Nd:YAG激光束通过辐照薄金属片,而对其后紧贴的含能材料的点火阈值。分析了激光对含能材料点火的过程和机理,并讨论了激光光斑尺寸、激光入射角度对点火的影响。     

激光对含能材料作用特性分析

从激光特性、光的波粒二象性出发，分析了激光对含能材料的热作用、冲击作用、光化学作用、电离作用等，并做了相应的计算。对含能材料激光点火的机理作了概括。结论：通常情况下，热作用是主要的；光化学作用对激光波长有很强的选择性；电离与等离子体点火要求激光强度远大于10^10W/cm^2；临界点能量随激光强度的增大而减小。     

激光对含能材料的热作用与光化学作用比较

从理论、实验、数值计算等几个方面分析了激光对含能材料的热作用机理与特性 ,研究了含能材料激光点火的临界值与激光功率密度、环境温度等因素间的关系 ,并与激光对含能材料的光化学作用及光化学点火机理做了比较。与热点火相比 ,光化学点火对激光波长有较强的选择性 ,光化学点火的临界功率与临界能量较小     

含能材料激光起爆技术

激光起爆技术具有安全、可靠、低成本等传统电起爆无法取代的特点,是未来含能材料钝感起爆的重要途径．针对不同激光与含能材料作用方式,评述了激光热起爆、冲击起爆、光起爆,以及新型光敏含能材料等方面的研究进展,探讨了未来激光起爆技术及光敏炸药的研究方向。     

激光强度对含能材料点火的影响

从激光点火的热作用机理出发,运用传热理论,采用简化模型和近似方法,分析推导激光强度对含能材料点火的影响,得出激光二极管点火时间 ｔｉ 与激光功率密度 Ｉ０ 的关系,进而得到激光二级管点火能量 Ｅｉ 与 Ｉ０ 的关系,并和实验结果作了比较。结论： Ｅｉ 随 Ｉ０ 的增大而变小,理论与实验结果较吻合。     

激光聚变的点火

激光聚变的点火１９９４年５月底，美国能源部的最高级官员听取了对投资的异乎寻常的呼唤。投资申请来自美国政府最有声望的军事研究机构处于困境的武器设计者，这里国防费用紧缩已使许多工作危机四伏。设计者要求拨款９亿美元建造一个激光设施，使之可比前更精确地模拟核...     

激光波长对含能材料起爆阈值的影响

为了解激光波长对含能材料起爆阈值的影响,降低含能材料的激光起爆能量,提高激光激励源的小型化程度,采用飞行时间质谱技术和Bruccton升降法,测试了波长1 064 nm和532 nm两种激光对泰安(PETN)的解离谱图和起爆阈值,分析了波长对起爆机理的影响。结果表明:含能材料激光起爆对波长具有选择性,每种含能材料均具有一些有利于起爆的特征吸收波长;不同波长(1 064 nm和532 nm)激发时PETN存在不同的解离机理。相对于532 nm激光,接近特征吸收的1 064 nm激光能够加速PETN的解离,并使其50%发火能量降低14%。因此,采用含能材料特征吸收波长激光作为起爆激励源,能有效的减少含能材料的起爆阈值。     

激光二极管点火机理研究

通过理论分析、实验和数值计算研究了激光二极管点火的热作用机理,分析了点火的临界值及影响因素。一般情况下,含能材料的激光二极管点火机理主要表现为热作用;激光功率密度是影响点火的重要因素。     

含能材料激光诱导起爆特征波长解析

为了了解激光波长对炸药起爆感度影响,降低炸药激光起爆能量,通过炸药光谱、分解机理和量子化学计算,分析了常用PETN,RDX,HMX和HNS炸药的化学弱键和激光敏感波长。结果表明,PETN,RDX,HMX和HNS中最弱化学键均是硝基键—NO2,其对应的共振耦合作用激光波长均在6300nm左右;引起4种炸药电子跃迁激发的激光波长在190nm~250nm之间。在这些特征波长激光作用下,能够降低炸药的起爆能量。     

激光等离子体和烧蚀对含能材料的激光点火过程的影响

通过测试激光点火的延迟时间、等离子体电荷通量和等离子体对激光的吸收能力，研究了激光等离子体和烧蚀对激光点火过程的影响。实验采用的含能材料为B／KNO3(m(B)：m(KNO3)=40：60)，外加5％的酚醛树脂，激光器为脉冲宽度为680μs的Nd：YAG固体激光器。实验结果表明等离子体密度随激光能量的提高而增大，而且激光等离子体的电荷通量大于燃烧流的电荷通量。当激光能量密度低于某一临界值时，点火延迟时间随激光能量密度的提高而线性变短，然而激光能量密度超过该临界值后，激光点火延迟时间保持恒定。在实验条件下，激光等离子体几乎不吸收入射的激光能量，但是点火延迟时间的变化规律表明了烧蚀会阻碍激光能量向含能材料注入。     

半导体激光起爆试验研究

采用BNCP掺杂炭黑作为激光起爆器的点火药剂,研制了具有点火时间检测功能的激光起爆试验装置,工作波长980nm,光功率0-2W可调,脉冲宽度1-200ms可调。利用该装置开展了系列激光点火试验,结果表明：该起爆药剂的发火阈值功率为240mW,最小全发火功率为400mW,最大不发火功率为80mW;点火功率大于最小全发火功率时的典型点火时间为600μs。     

凝聚态自反应材料激光点火理论模型

基于热理论建立了凝聚态自反应材料的一维激光点火理论模型,并对其作了解析以揭示点火延迟时间与激光处理参数和材料特征之间的关系。尝试进行了激光点燃Ni-33．3at％Al粉末压坯的实验,并将实验值与计算值做了对比以验证模型的合理性。结果表明计算值与实验值吻合较好。因此,激光辐射点火从根本上应归结于热的作用。     

小功率激光二极管点火实验

使用光纤输出量大功率为０．５Ｗ的激光二极管对烟火药锆／高氯酸钾进行了点火实验。通过对点火时间的测定,研究了Ｚｒ／ＫＣｌＯ４的激光感度与配比,密度等参数的关系,结论：在弱正氧平衡和密度较小的情况下,Ｚｒ／ＫＣｌＯ３的激光感度较度。     

含CL-20改性双基推进剂激光点火特性

采用CO2激光点火方法,研究了含六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)改性双基(CMDB)推进剂在不同功率密度作用下的点火特性,探讨了Al粉含量和燃烧催化剂对该类推进剂激光点火性能的影响。实验结果表明,在激光功率密度25.5~127.0 W/cm2范围内,不含催化剂的CL-20-CMDB推进剂点火延迟时间随功率密度增加而递减,且点火延迟时间变化逐渐减缓,点火均首先在推进剂表面产生;而含有催化剂推进剂试样的点火延迟时间和点火过程则与功率密度密切相关:在高激光功率密度时,含催化剂的推进剂点火没有发生在推进剂表面,而是在试样表面的气相中,且点火延迟时间增加。Al粉含量对其点火延迟的影响在低激光功率密度时较大,随着功率密度增加影响减弱。     

激光点火过程的数值模拟

根据激光点火的热机理，建立了激光点火过程的数学模型，并就Ｍｇ／ＮａＮＯ３点火药的激光点火过程进行了数值模拟。模拟结果与实验结果和规律有较好的吻合。