金属电爆炸等离子体辐射温度测量

为了研究金属电爆炸现象,采用多通道光学高温计对金属桥箔和金属桥丝电爆炸产生的等离子体光谱辐射亮度进行了测量.根据普朗克黑体辐射定律,计算了金属桥箔和桥丝电爆炸后,等离子体产物的辐射温度.桥箔电爆炸等离子体的最大辐射亮温度约在3.0×104K～4.5×104K之间,桥丝爆炸等离子体的最大辐射亮温度约在2.3×104K～3.50×104K之间.     

介电式AI/CuO复合薄膜点火桥的电爆性能

提出了“介电式复合薄膜点火桥”的概念,并以AI膜作电极,CuO膜作电介质层,用微细加工技术制备了介电式Al/CuO复合薄膜点火桥样品,尺寸为2000μm x2000 μm x2.6 μm,电阻值约4Ω.用60 V以上恒压源可激发点火桥发生电爆炸,电爆过程中Al/CuO复合薄膜发生了氧化还原反应,生成的单质Cu使点火桥产生了延迟放电效应.用原子发射光谱双谱线法测试了60 V和80 V激发时点火桥的电爆炸温度和持续时间.60 V激发时点火桥电爆炸温度主要分布在2500 ～3500 K,持续时间约0.35 ms;80 V激发时点火桥电爆炸温度主要分布在3500 ～4000 K,持续时间约0.55 ms.     

金属薄膜晶体学结构对其电爆炸性能的影响

采用SEM、XRD等手段对4种不同工艺制得的铜箔进行了表征,从微观晶体学结构的角度考察爆炸箔起爆器中桥膜的显微结构与其电爆炸性能的关系,讨论了薄膜电阻、晶界电阻、晶界数量、晶粒尺寸、晶粒取向等因素对金属薄膜电爆炸性能的影响,进而从微观层面上理解桥箔在冲击片雷管中的作用.     

金属桥箔水中电爆炸流场数值模拟研究

研究金属桥箔水中电爆炸等离子体特征及其流场变化规律,建立了桥箔水中电爆炸过程的多相流数值计算模型和计算方法。采用相变分数,实现了金属从固相到气相的质量传递计算。利用Saha电离平衡方程计算了等离子体的电离度,给出了考虑粒子数目变化及粒子间库仑作用的等离子体状态方程。对桥箔水中电爆炸过程进行了数值模拟计算,获得了桥箔电爆炸等离子体及冲击波形状特征,给出了桥箔水中电爆炸流场压力、温度、密度及速度等重要参数的变化规律。     

(B/Ti)_n/TaN薄膜点火桥的制备及点火性能

利用磁控溅射与微细加工技术,将B/Ti多层膜沉积在TaN模桥制备了(B/Ti)n/TaN薄膜点火桥(膜桥),其中TaN膜桥的尺寸为80m×40m×2m,B/Ti多层膜尺寸为4mm×4mm,层数为40层,第一层B厚度400nm,其后每层B或Ti厚度为200nm,总μμμ厚度约8m。用电压40V、电容47F的钽电容对样品进行发火性能测试。结果表明:TaN膜桥的点火延迟时间为85s、点火输μμμ入能量15mJ、爆炸温度2500~3500K、火焰持续时间0.15ms左右、炸药持续高度5mm左右,而(B/Ti)n/TaN膜桥的点火延迟时间为37s、点火输入能量6mJ、爆炸温度4000~8500K、火焰持续时间大于0.25ms、火焰持续高度10mm以上。在点火桥上沉积B/Tiμ多层膜可降低点火延迟时间和点火输入能量,有效提升火工品的点火性能。     

红外测温技术测量温压炸药爆炸温度

为了准确测量温压炸药爆炸温度,提出一种利用红外热像仪测量爆炸温度的方法。根据辐射测温原理建立红外热像仪测温模型,首先,结合爆炸火球辐射特性,进行红外热像仪的辐射定标、推导爆炸温度的计算公式,火球辐射温度反演。然后,讨论发射率和大气光谱透过率对测温精度的影响,并给出对应的补偿方法。以PMX炸药为例,应用该方法进行辐射定标和爆炸温度测量,获得爆炸火球随时间变化曲线。实验证明该方法是一种高稳定性、简单有效的测温方法,本研究为爆炸场温度测试提供了切实可行的解决方案。     

金属Cu箔和Al箔的制备及其电爆性能研究

采用非平衡磁控溅射法制备得到不同厚度的铜膜和铝膜,采用扫描电镜(SEM)、台阶仪以及阻抗分析仪进行表征,并对其电爆性能进行测试。实验结果表明,金属薄膜在溅射过程中,溅射功率决定金属薄膜的质量,既溅射功率越大,金属薄膜的致密性越好,晶粒颗粒越小,晶粒分布也越均匀;桥箔厚度对爆发时间和爆发电流均有显著影响,较薄的桥箔电爆性能优于较厚的桥箔;比较相同桥区尺寸、相同厚度的铜箔和铝箔,铝箔电爆性能更好。     

介电式AI/CuO复合薄膜点火桥的电爆性能

提出了“介电式复合薄膜点火桥”的概念,并以AI膜作电极,CuO膜作电介质层,用微细加工技术制备了介电式Al/CuO复合薄膜点火桥样品,尺寸为2000μm x2000 μm x2.6 μm,电阻值约4Ω.用60 V以上恒压源可激发点火桥发生电爆炸,电爆过程中Al/CuO复合薄膜发生了氧化还原反应,生成的单质Cu使点火桥产...     

桥丝式电火工品热点火理论

定义了热点火温度,将桥丝式电火工品的热点火过程分为升温阶段和爆炸阶段.在升温阶段建立桥丝电热升温模型,分别求解恒定电流点火升温时间和电容放电点火升温时间.在爆炸阶段建立绝对超临界化学放热模型,求解爆炸时间.根据热点火温度的定义,求解出热点火温度的表达式.根据本理论,应用MATLAB的数组运算进行桥丝式电火工品的设计,并给出了一个算例.     

3mm与8mm波段水面金属目标的辐射特性检测方法

针对水面金属目标毫米波辐射特性数据库缺乏的问题,提出了3mm与8mm波段水面金属目标的辐射特性检测方法。该方法首先对水面金属平面目标的天线温度对比度进行了理论分析与仿真,同时分析了水面金属球的辐射情况,在此基础上采用3mm和8mm两个波段的辐射计对水面不同目标进行了测量。实验及仿真结果对比表明,金属目标与水面的视在温度相差20~32K,毫米波辐射计能够有效地检测水面金属目标。     

薄膜桥火工品的制备与性能研究

为了提高火工品的安全性及点火可靠性,采用掩模法,利用磁控溅射技术制备了一种蝶形金属薄膜桥,在薄膜桥表面涂15~20 mg斯蒂芬酸铅(LTNR),进行了安全电流试验、抗静电试验及与桥丝的对比试验,研究了其安全性能和点火性能,并利用红外热成像技术验证其发火时桥区的热分布。结果表明,这种金属薄膜桥有良好的抗静电性能、点火性能和机械性能;薄膜桥通电时其中心最窄处热量较集中。     

桥区参数对Ni-Cr薄膜换能元发火性能的影响

依据GJB/z 377A-94感度试验川兰利法,对设计制作的不同桥区参数的Ni-Cr薄膜换能元进行了发火感度测试.结果显示:当桥区尺寸、形状一定时,随着桥膜厚度的增加,换能元的发火电压减小,当桥膜的厚度增加到0.9μm,换能元发火电压又有增加的趋势;当桥膜厚度、桥区形状一定时,随着桥区宽度减小,发火电压降低,但当桥区宽度小于0.10mm时,发火电压反而上升;当桥膜厚度、桥区宽度一定时,桥区长度越长,发火电压越高,而且不同桥区形状对换能元发火感度有明显的影响.     

调制周期对Al/MoO3反应薄膜热性能和发火性能的影响

为了考察调制周期对反应薄膜性能的影响,采用磁控溅射技术制备了厚度为3μm,调制周期为50,150 nm和300 nm的Al/MoO3反应薄膜,采用差示扫描量热仪(DSC)探索了调制周期对Al/MoO3反应薄膜放热过程和反应活化能的影响;使用高速摄影和激光点火技术研究了三种调制周期反应薄膜的燃烧速率,通过与半导体桥和桥丝融合形成含能点火器件,考察了调制周期对电流和电压发火感度的影响。结果显示调制周期由50 nm增加到300 nm时,Al/MoO3反应薄膜燃烧速率由5.35 m·s^-1降低到1.75 m·s^-1。三种调制周期(50,150,300 nm)Al/MoO3反应薄膜半导体桥点火器件的50%电流发火电流分别为1.44,1.74 A和1.87 A;Al/MoO3反应薄膜桥丝点火器件的50%发火电流分别为0.08,0.65 A和1.02 A;将Al/MoO3反应薄膜与半导体桥和桥丝换能元结合形成点火器件,在点火间隙为1 mm的情况下,能够点燃钝感点火药硼-硝酸钾(B-KNO3)药片,提升点火系统的点火能力和可靠性。     

材底温度对中频磁控溅射ZnO:Al透明导电薄膜性能的影响

Zn0: Al( ZAO)薄膜的光学、电学以及结构特性与衬底温度有关，以掺杂质量2%Al的Zn(纯度99.99%)金属材料做靶，采用中频磁控溅射技术研究衬底温度对Zn0透明导电薄膜性能的影响，获得适合太阳电池的高效能薄膜，薄膜厚度700 mm左右，其电阻率为4.6×10 -4 Ω·crn，载流子浓度1. 98×1020 cm-3，霍尔迁移率61.9 cm2／(V．s)，可见光范围内（波长400～800 nm）的平均透过率大于85%．     

短波红外纳米PbSe薄膜制备及光电性能研究

采用化学沉淀的方法在石英衬底上制备了短波红外纳米PbSe薄膜.XRD,SEM,TEM以及红外透射光谱测试分析结果表明,所制备的PbSe薄膜为纳米多晶薄膜,表面平整致密,薄膜的晶粒尺寸为10 nm左右,由于量子效应,薄膜吸收截止边相对PbSe体材料蓝移至1.6 μm；经过敏化、光刻及金属化制备了PbSe单元光导探测器,在...     

桥丝电爆炸过程中的电磁脉冲效应

金属桥丝爆炸实验中,金属桥丝是否完全电起爆对火工品能否正常发火十分重要,为此,提出了一种通过电磁脉冲辐射效应来判断桥丝起爆状态的方法,利用天线探测金属桥丝在起爆中的电磁脉冲信号,并对其进行分析以判断桥丝起爆状态。研究结果表明,完全电起爆和不完全电起爆状态产生的电磁脉冲在持续时间和辐射频谱上存在显著差异。当桥丝完全电起爆时,金属桥丝初始加热阶段的电磁效应和本征爆炸阶段的电磁效应产生的电磁信号持续时间短,等离子体阶段的电磁效应产生的电磁信号持续时间长,电磁脉冲信号中包括90～100 MHz高频电磁辐射;当桥丝没有完全电起爆时,金属桥丝初始加热阶段的电磁效应和本征爆炸阶段的电磁效应产生的电磁信号持续时间长,等离子体阶段的电磁效应产生的电磁信号持续时间短,电磁脉冲信号的频率主要集中在40 MHz以下的低频区域。     

用于智能激光防护武器的二氧化钒薄膜研究进展

随着激光武器的迅猛发展,寻找一种适用于激光防护领域的新型材料,有效对抗激光致盲,已成为摆在各国面前非常现实的问题。二氧化钒(VO2)作为一种性能优异的功能材料,在68℃附近发生从低温半导体相到高温金属相的可逆突变。但由于钒氧体系的复杂性和纯VO2薄膜相变温度较高等关键问题尚没有完全解决,严重阻碍了其在热电开关、激光防护和温控装置等方面的实际应用。综述了VO2薄膜多种制备方法的原理和优缺点,并重点介绍了VO2薄膜在智能激光防护武器上的应用。     

热光伏系统中透明导电氧化物滤波器的优化分析

建立了透明导电氧化物(TCOs)滤波器的理论模型,分析了载流子浓度和迁移率对其光学性能的影响。计算了TCOs滤波器应用于以GaSb电池为转换器的热光伏(TPV)系统的最佳载流子浓度和薄膜厚度,最后讨论了石英玻璃衬底厚度的影响。得出以下结论：辐射器温度为1400～1600 K时,匹配Al2 03/Er3Al5 012熔融陶瓷选择性辐射器的TCOs滤波器的最优载流子浓度、薄膜厚度区间分别为(4.3～4.4)×1020 cm -3、389～399 nm,而匹配SiC灰体辐射器的则为(4.4～4.6)×1020 cm -3、382～383 nm;石英玻璃衬底的厚度对TCOs滤波器性能的影响很小,可以忽略。辐射器温度为1500 K时,Al203lEr3Al5012选择性辐射器／TCOs滤波器／GaSb电池的TPV系统输出电功率密度为0.38 W／cm2,光谱效率和TPV效率分别为56.6%和16.7%．     

以硝酸为抑制剂溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜研究

以钛酸丁酯为主要原料、硝酸为抑制剂、载玻片为基底在常温采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜,讨论了不同添加剂、水及无水乙醇的用量对制备TiO2薄膜的影响,得出最佳制备纳米TiO2薄膜的配方。采用差示扫描量热仪、扫描电镜、X衍射等分析手段对纳米TiO2进行表征,并以甲基橙为目标降解物考察了TiO2薄膜对甲基橙的光催化性能。结果表明,制备的TiO2粒径为9 nm,晶型为锐钛型;TiO2薄膜具有较高的光催化活性。     

VO2薄膜研究进展与发展趋势

VO2是一种新型材料,在68℃左右可发生低温半导体与高温金属相之间的可逆相变。综述了VO2薄膜的基本性能,介绍几种常用的VO2薄膜制备方法,对VO2薄膜的应用以及VO2薄膜相变温度的控制方面的研究进展进行探讨;对VO2薄膜的不同应用方向、未来发展趋势及研究重点进行展望。