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。     

B/KNO3激光感度和点火延迟时间试验研究

为对比 3 种配方的 B/KNO3的激光点火性能,搭建激光点火系统进行了 B/KNO3激光感度和点火延迟时间试验研究。结果表明：w _B∶w _KNO3∶w_粘合剂=23.7∶70.7∶5.6 、w _B∶w _KNO3=33∶67 和 w _B∶w _KNO3=15∶85 的 B/KNO₃的 50%发火功率分别为 198m W、181m W 和 288m W,标准偏差分别为 29.42、48.53 和 78.77;点火延迟时间分别为 2.85ms、4.38ms和 37.20ms,标准偏差分别为 0.59、1.13 和 17.51。w B∶w KNO₃∶w_粘合剂=23.7∶70.7∶5.6 的 B/KNO3最适合作为激光点火药剂,w _B∶w _KNO3=33∶67 的 B/KNO₃较适合,而 w _B...     

Zr/KClO4激光点火延迟时间与装药密度的关系

采用光纤插入式激光点火器测定了Zr/KClO4点火药的装药密度和压药压力的关系及激光点火延迟时间和装药密度的关系,得出在压药压力5~130 MPa范围,对应的装药密度变化为0.94~1.39 g.cm-3;在密度1.0~1.38 g.cm-3范围,对应的点火延迟时间变化为2.83~0.54 ms。在装药密度≤1.25 g.cm-3时,点火延迟时间随密度变化较快,装药密度≥1.30 g.cm-3时,点火延迟时间随密度增加趋于稳定,最短点火延迟时间约为0.54 ms。在装药密度较低时,如低于1.07 g.cm-3,对应压药压力低于30 MPa,实验数据散布较大。     

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。     

铜叠氮化物微装药的激光二极管点火特性研究

为有效提高铜叠氮化物使用的安全性,对原位合成铜叠氮化物微装药的激光二极管点火特性进行了研究,对不同铜转化率的铜叠氮化物微装药在不同功率密度下的激光点火能量进行了测试,并拟合其激光点火判据。研究结果表明：相比纯叠氮化铜,原位合成的铜叠氮化物中由于存在未反应纳米铜核,激光点火能量明显降低,最低可达到20μJ以下;叠氮化反应铜的转化率越高,铜叠氮化物微装药的激光点火感度越高;在激光功率密度大于4.0W·mm-2时,铜叠氮化物微装药可控制在50μs以内点火;试验获得的铜叠氮化物的James形式的起爆判据为2.62/q+16.4/E=1。     

钨/重铬酸钾和硼/重铬酸钾系统的点火性能研究

本文报道了钨／重铬酸钾和硼／重铬酸钾系统点火性能研究之结果。作为烟火剂例行点火性能研究，这里提供了含金属２０－９０％的含硼４－５０％情况下的详细研究结果。在这项研究中所采用的点火试验涉及到各种点火刺激源和较大范围的加热速率，包括点火条件焉的热分析，点火时间测量，红外辐射加热实验以及烟火剂作为点火源时的间隙试验。     

奥克托今与碳黑混合炸药的激光起爆研究

在爆炸技术领域正开发研究工业应用的近红外激光二极管以研制光学点火起爆元件,这些光学起爆元件相对的比电起爆元件更具有先天的安全性。但遗憾的是,大多数含能物质不能强有力地吸收近红外区的这种激光能量以便直接通过激光作用于点火。为了解决这个问题,把光吸收添加剂与含能物质可以配制起来以增加光吸收效率。由于碳黑的特殊吸收性能和化学安定性,它总是作为添加剂专门用于激光点火的配方中。为了鉴定出主要的工艺过程以确定含有碳黑的含能物质配方对二极管辐射的敏感度,作为详细研究已经挑选出两种HMX／碳黑混合炸药。通过测量碳黑的反射能力和鉴于它的空间分布来说,描述混合炸药吸收特性的一个模型已经提出。这个吸收模型,连同HMX的化学分解动力学的典型描述,被并入到反应热流程序中。后来的计算成功地预测了碳黑浓度和激光脉冲宽度对点火阈值的影响。     

B/KNO3药柱燃烧速度的初步研究

利用密闭爆发器测试系统对B/KNO3药柱的燃烧速度进行了研究,结果表明:B/KNO3药柱的线燃烧速度主要受药柱密度的影响,密度较小,线燃烧速度较快;药柱尺寸主要影响产物生成速率,并最终影响B/KNO3药柱燃烧的压力-时间曲线.另外,研究还发现本文中B/KNO3的线燃烧速度并不服从简单的指数燃烧定律,宜采用分段函数的形式进行描述.压力低于7 MPa时,线燃烧速度随压力线性增加;而压力为7～50 MPa时,线燃烧速度基本上不随压力变化.     

非密闭二级炸药的二级管激光点火——参数研究

一种利用光学纤维和增压的非密闭二级炸药来研究激光点火的试验装置已经试验成功，它能对二种不同RDX药剂参数进行研究。该研究注重于压力以及光纤端头和炸药样品之间对临界点火能量密度的影响。对上述药剂的研究表明，存在一个最小的有效照明面积(Aeff)。在照明面积小于Aeff时，临界点火能量密度主要取决于压力和光纤端头与样品之间的距离，而在面积超过Aeff时临界点火能量密度与压力和光纤端头与样品之间的距离没有完全的函数关系。     

B/KNO3点火药低压燃速规律研究

为了研究B/KNO₃点火药在低压下的燃速规律,制备了B/KNO₃点火药,并测试了B/KNO₃点火药在不同低压环境、不同初始温度条件下的燃速规律。结果表明：低压环境下,B/KNO₃点火药的燃速随着环境压力下降呈线性减小;同一环境压力下,随着初始温度升高,B/KNO₃点火药的燃速缓慢增大;环境压力比初始温度对B/KNO₃点火药燃速的影响更大。     

固体推进剂激光点火性能研究综述

激光点火的研究近年来已成为一个热门的研究课题,采用激光作为刺激源研究固体推进剂点火性能是因为激光输出能量高且可调、点火时间和能量可控制且不受环境因素限制,而固体推进剂点火性能的研究对揭示固体推进剂的燃烧机理,验证点火模型具有非常重要的意义.本文主要描述了固体推进剂激光点火性能研究的理论过程、表征方法以及试验装置,并对影响固体推进剂激光点火性能的诸多因素如激光能量、推进剂组分及含量、点火环境等因素进行了详细的阐述,最后对固体推进剂激光点火性能研究需要注意的问题进行了总结,并附参考文献50篇.     

黏结剂对B/KNO3微笔直写样品成型效果及燃烧性能的影响

为了设计点火燃烧性能良好且兼容微笔直写工艺的B/KNO₃(BPN)点火药配方,分别以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(F₂₃₁₁)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(F₂₆₀₂)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯(F₂₄₆₁)、乙基纤维素(EC)、硝化纤维素(NC)、PVDF/NC为黏结剂,设计和制备了7种BPN基点火药油墨,并采用微笔直写装药工艺直写成型,考察了黏结剂种类对样品成型效果、点火燃烧特性和热分解特性的影响。结果表明,黏结剂组分的变化会导致BPN油墨的稠度指数表现一定的差异性,其稠度指数顺序为EC/B/KNO₃>PVDF/B/KNO₃>PVDF/NC/B/KNO₃>NC/B/KNO₃>F₂₃₁₁/B/KNO₃>F₂₆₀₂/B/KNO₃>F₂₄₆₁/B/KNO...     

装药参数对矩形射孔弹侵彻性能的影响机理

研究装药参数对矩形射孔弹侵彻性能的影响机理.对矩形射孔弹装药参数(药型罩厚度、张角,壳体内部结构)形成聚能切割刀的过程进行数值模拟,分析了装药参数对射流结构特征、射流的速度梯度及侵彻深度的影响.结果表明,改变壳体内部结构会改变射流结构特征;药型罩在压垮后形成高速且速度梯度小的主侵彻体有利于提高矩形射孔弹的侵彻能力;药型罩壁厚为3 mm,张角为55.时,矩形射孔弹的侵彻性能最好.     

含能材料激光点火性能研究

研究了包括不同粒径黑火药、烟火剂、发射药等含能材料在激光作用下的点火性能,测量了相应的点火延迟时间,并进行了分析.建立了含能材料在强瞬态激光脉冲作用下点火的数学物理模型,并进行了数值仿真.     

激光点火药剂在长贮时的性能变化研究

通过激光点火性能试验和差热分析(DTA),对点火药剂B/KNO3在长贮过程中性能的变化进行了研究。研究结果表明,点火药剂在密封的保干器内放置8个月后,其激光点火感度明显提高,点火延迟时间转折点出现的能量密度变大;B/KNO3放热量由1.86kJ.g-1提高到3.11 kJ.g-1,B/KNO3/酚醛树脂的放热量由2.21kJ.g-1提高到3.48 kJ.g-1。     

3种点火药点火性能试验研究

以常用点火药剂NC(硝化棉)、奔奈和BP(2~#小粒黑)作为点火药,以点火延迟时间及特征点火药量作为点火性能判据,考察了3种点火药的点火性能。点火性能实验结果表明:BP点火延迟时间最短,电热镍镉桥丝点火时间约23ms;奔奈点燃发射药的能力最强,点燃RGD7A基发射药特征点火药量较NC和BP少6%;使用BP和奔奈作为点火药,可使装药的点火燃烧速度提高。     

多晶硅与Al/CuO复合薄膜集成的含能点火器件的点火性能

为研究多晶硅桥型与尺寸对Al/Cu O含能点火器件点火性能的影响规律,用多晶硅和Al/Cu O复合薄膜集成制备了6种不同形状和尺寸的含能点火器件,采用尼亚D-最优感度试验法测试了四种尺寸、两种桥形共6种类型(S、M、Lr、Lv、Hr、Hv)点火器件的点火感度。探索了临界爆发电压,得到了点火时间随激励电压的变化规律。采用感度实验和点火实验对比研究了多晶硅点火器件和含能点火器件的点火性能。结果表明,含能点火器件的感度与点火时间随桥膜体积的增大而减小。V形桥膜有助于降低作用时间与作用所需能量。Lv型含能点火器件感度为8.19 V,标准偏差0.14,均低于Lv型多晶硅点火器件(8.70 V、0.53)。Lv型含能点火器件14 V时的点火时间(52.85μs)比多晶硅点火器件点火时间(109.12μs)短,且该差值随激励能量升高而降低。     

激光对B/KNO3药剂作用现象的研究

通过激光点火性能试验、电镜扫描分析(EMS)、差热分析(DTA)研究了激光与B／KNO3点火药相互作用过程中药剂表面的烧蚀情况，以及溅射物质在激光点火中所起的作用。研究结果表明，激光烧蚀药剂时，一部分药剂分子会溅射出药剂表面，损失凝聚相的能量。通过在药剂中加入酚醛树脂和表面压加薄膜，阻止了烧蚀物质的溅射和减少凝聚相能量的损失，提高了药剂的激光点火感度，小激光能量时也缩短了药剂的点火延迟时间。     

KNO3/C6H5NO3/NC点火药研究

运用最小自由能原理,设计了KNO3/C6H5NO3/NC体系烟火药配方。从热分解过程、感度、燃烧性能对比等方面探讨了新型药剂代替黑火药使用的可行性。与黑火药相比,对硝基苯酚点火药的机械、静电感度降低,增加了制造和使用过程的安全性,燃烧热增加57%,作功能力提高40%,改善了其燃烧热力学性能,在中心传火管中作为主装药使用时,膛内负压差降至-20MPa,提高了内弹道性能的一致性和发射安全性。