爆炸桥丝火工品的高压静电放电响应

采用高压静电放电模拟试验系统,在250kV,1000pF,1Ω的条件下,对某爆炸桥丝火工品脚-脚和脚-壳两种静电放电方式下的响应特性进行了试验研究。结果表明,脚-脚方式静电放电条件下,火工品桥丝随加载电压的升高出现熔融、断裂以及爆炸等反应,其50%概率断裂电压为56.33kV,但桥丝爆炸并未引起火工品发火。在脚-壳方式静电放电条件下,火工品典型的响应特性为电极塞和壳体发生分离。分析认为,爆炸桥丝火工品高压静电放电响应特性与静电放电的能量分布、火工品的结构组成及其起爆机理等有关。     

半导体桥电容放电特性研究

通过分析半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)在相同电容不同电压下的电压电流曲线和桥面的烧蚀情况,研究了SCB的放电特性。实验发现:在相同电容下,随着充电电压的升高,SCB从无等离子体到有等离子体产生,且桥面的烧蚀程度增大。在低电压无等离子体时,电压和电流几乎同时断开;高电压产生等离子体时,由于等离子体是导体,在电压断开后电流持续一段时间断开。小电容放电时,其时间常数较小,较小的能量就可以将药剂点燃。     

GaN器件质子辐照与电场综合试验系统及方法

基于GaN器件质子辐照损伤机制和退化特性，根据剂量深度分布等效拟合原理，提出与地球同步轨道质子辐照环境等效的多能质子综合辐照试验方法。针对空间内带电问题计算电路板材料的充电电位，设计用于内带电效应模拟的静电场和瞬态电场的模拟方法及装置。建立质子辐照与电场综合试验系统并开展初步的试验。研究结果表明：GaN器件在跨导峰值处的栅源电压随质子注量发生偏移；相对于单独质子辐照，质子和电场综合作用下器件特征参数变化速度更快，幅度更大，证明了所提试验方法及系统的有效性。     

半导体桥等离子体温度的实验研究

基于原子发射光谱双谱线法测温原理,对半导体桥(SCB)等离子体温度进行实时瞬态测定;实验研究了放电脉冲条件下等离子体温度的变化规律及不同脉冲能量对等离子体温度的影响.结果表明:充电电容为22 μF,初始放电电压由21 V增大到63 V,等离子体峰值温度由2 000 K上升至6 200 K;放电电压为39 V,充电电容由...     

高钝感半导体桥发火性能研究

为了提高半导体桥（SCB）火工品的安全性,在SCB极脚间并联负温度系数（NTC）热敏电阻,可使NTC-SCB半导体桥满足1.5 A不发火、最高2.0 A不发火的高钝感要求。研究了1.0 A和 1.5 A通电条件下NTC热敏电阻与SCB并联后的分流情况,通过电容放电、恒流激励下的发火实验和发火感度实验对比分析了SCB、NTC-SCB和1.5 A、2.25 W、5 min安全电流实验后的NTC-SCB半导体桥发火性能。结果表明：在1.0 A、1.00 W、5 min和1.5 A、2.25 W、5 min安全电流实验条件下,NTC热敏电阻的分流比约为35%和62%,达到热平衡时的温度大约为112 ℃和170 ℃; 在33 μF、30 V电容放电条件下并联NTC热敏电阻及1.5 A、2.25 W、5 min安全电流实验后,SCB的发火时间和临界发火能量均没有出现显著性变化;在7.0 A恒流激励下,由于输入能量速率较慢以及NTC热敏电阻分流的原因,发火时间和临界发火能量均有较明显提高;SCB的99.9%发火电流在并联NTC热敏电阻后从2.329 A增加到3.709 A,NTC-SCB的99.9%发火电流在1.5 A、2.25 W、5 min安全电流实验后从3.709 A增加到4.285 A,仍然可用于提供大于5.571 A电流的火工装置。     

半导体桥火工品点火过程中桥体电压-电流特性

为研究半导体桥点火的特性,分析了半导体桥的结构特点和电阻特性,根据桥体的工作过程建立了半导体桥电特性的计算模型,对不同几何尺寸的桥体和相同尺寸下不同氧化层厚度的桥体进行数值模拟,分析了整个过程中半导体桥两端电压和电流的变化趋势.数值模拟得到3个不同桥体尺寸的电压-电流曲线.结果表明,桥体几何尺寸越大,达到熔点所需要的电压越高,即所需要消耗的输入能量越多.     

镁合金AZ31腐蚀性能研究

利用强流脉冲电子束对镁合金AZ31表面进行快速铝合金化处理。分析表面合金化层的显微结构,测量铝合金化前、后镁合金AZ31样品在5%NaCl溶液中的腐蚀性能。测试结果表明,AZ31样品表面约10μm层深范围内的Al元素含量有所增加,合金化层的晶粒细化,加入的Al元素以固溶形式存在。表层铝元素的添加可提高镁合金AZ31的耐蚀性,原始样品自腐蚀电位为-1231mV,极化电阻为0.4531kΩ·cm2,铝合金化样品的自腐蚀电位提高到-669.1mV,对应极化电阻增加到2.202kΩ·cm2,较原始样品的极化电阻提高近5倍。     

爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收

对爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收进行了试验和仿真研究。通过试验研究了正梯度和负梯度泡沫层组合条件下试样的压实变形特性。采用随机Voronoi技术对双层泡沫压实过程进行了数值模拟。研究结果表明:对正梯度泡沫试样依次压实,压实过程中吸收的能量和传递到背板的冲量最多;负梯度泡沫试样的两层泡沫前端均出现压实波,压实过程中吸收的能量和传递到背板的冲量最小;泡沫试样能量吸收能力随着梯度程度和爆炸载荷的增加而增加。本研究为层状泡沫在爆炸防护方面的应用提供参考。     

一种同轴型脉冲功率电缆的设计与试制

为满足电热化学炮系统工程化研究需求,开展了一种同轴型脉冲功率电缆设计与试制。根据发射试验获得脉冲电流、内部过电压等数据以及商业大功率电缆使用的经验,分析确定了脉冲功率电缆设计指标;基于同轴型商业大功率电缆开展了脉冲功率电缆结构设计,增加了屏蔽加强层和半导电层。屏蔽加强层能抑制外导体芯线错位产生的强电动力,防止电缆变形和爆裂,提高机械强度,改善电磁屏蔽效果;半导电层有助于消除气隙,平衡内部电场。使用有限元分析ANSYS软件对脉冲功率电缆进行了电磁场和热分析,协助开展了电气强度、机械强度和温升特性等辅助设计。针对脉冲功率电缆推广使用中出现的芯线端部拉长、断股与撕裂等现象,为内导体设计了钢芯以提高其抗拉强度。耐压试验与脉冲放电测试的验证结果表明,脉冲功率电缆在25 kV/5min电压作用下无损坏,在幅值203 kA、半峰值时间大于2 ms脉冲电流作用下无形变,满足系统研制要求。     

水中目标自由场声辐射特性还原及远场声辐射热区识别

获取水中目标的声特性对目标识别和分析十分重要。为解决水中目标声特性测试中自由场条件难以实现的问题,消除结构表面能量流对远场声辐射热区识别的干扰,提出结合基于边界元自由场还原技术和表面贡献法的声场分离技术,实现水中近场非自由场环境中获取水中目标的声特性和识别远场声辐射热区。数值模拟结果表明：非自由环境下基于边界元的声场还原方法还原得到的声场声压、声功率等特性,与直接在自由场获取的结果基本相同;进一步利用表面贡献法过滤掉循环于振动结构表面的能量流,能够在近场识别远场辐射热区。该方法突破了测试环境限制,可大幅降低测试费用,具有一定的工程应用价值。     

铝合金电子束焊工艺和法兰局部真空电子束焊设备

通过电子束焊和钨极氩弧焊性能的对比，描述电子束焊用于铝合金特别是铝合金厚板焊接的优点；提出铝合金电子束穿透焊中出现的气孔和焊缝成形不良等问题的防止措施。另外介绍两种尘兰盘局部真空电子束焊设备、设备研制中出现的某些问题和解决途径。束     

瞬态小尺寸等离子体的判断及光谱法表征

以等离子体为激发能量的点火方式是含能材料点火技术的一个发展方向,等离子体的基本参数如温度和电子密度对研究等离子体点火的机理是重要的参数。对于半导体桥( SCB)在一定放电条件下所产生的瞬态小尺寸等离子体,很多等离子体诊断方法不能适用。本研究利用原子发射光谱技术,同时获得SCB等离子体温度和电子密度随时间分布的诊断结果,在放电电压为16 V,充电电容为47 μF条件下,1.0 Ω的SCB等离子体温度分布在2 400—3 800 K之间,电子密度约为3.2×l014～4.2×1014个／cm3左右。同时,依据筹离子体成立的空间尺度和时间尺度条件,根据光谱诊断结果,判断不同型号的SCB的放电行为是否产生等离子体。本研究为瞬态小尺寸等离子体诊断提供了一种有效的方法,为SCB桥体的设计以及点火方式的控制提供了理论指导和参考依据,以及用于其它体系中等离子体参数的诊断及判断。     

光敏炸药柱和药片的激光起爆(英)

本文介绍了高光敏炸药需要解决的四个问题，并用Ｎｄ激光器（脉冲宽度２５ｎｓ）测定了三种过渡金属配位化合物压制药住的临界起爆能，其中高氯酸·３（５）－氨基－４－肼基－１，２，４－三唑合铜（Ⅰ）药柱的起爆阈值约为４０ｍＪ／ｃｍ￣２，比叠氮化铅药柱的小约１０倍；还测定了高氯酸·５－肼－四唑合汞（Ⅱ）与透明的聚合物粘结制成的药片的临界起爆能Ｅ＿ｃ，所得结果：聚合物含量在１０～３０％范围内，Ｅ＿ｃ值逐渐缓慢降低；当超过３０％时Ｅ＿ｃ，值急剧升高。对配位化合物（Ⅰ）言，当聚合物含量为１０％时，Ｅ＿ｃ值随药片中炸药含量（ｍｇ／ｃｍ￣２）的增加而明显下降。结论认为这类过渡金属的配位化合物是对激光敏感的新型炸药；还提到这样的现象：厚药片与单质药片比，其起爆阈值较低，而薄药片则起爆阈值较高，从而表明药片有临界厚度的问题，即当药片薄于临界厚度，即使用于厚药片所需起爆能的１５倍，也不能被起爆，因此认为可能存在激光能在炸药内部产生定域（Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）机理。     

武器构件回转弯曲撞击瞬态响应分析

以Timoshenko梁理论为基础，建立了武器构件回转弯曲撞击的理论分析和计算方法；讨论了各种撞击条件对回转弯曲撞击瞬态响应的影响；并对武器实际构件56式7.62mm半自动步枪击锤的回转撞击击针，进行了计算，计算结果与实测数据符合较好。     

大功率二极管脉冲功率源中的过渡过程

在大功率RLC放电电路中,需要高压、大功率二极管对震荡放电电流进行整流。由于目前二极管的技术参数不足以评定其在FTC环境下的适用性,本文通过对二极管在高di/dt、dv/dt放电环境下开关特性的实验和分析,对两种带有二极管硅堆的脉冲成形网络的放电过渡过程的理论分析和实验,为在脉冲功率源中合理地使用和确定二极管的技术参数提供科学依据。     

电磁轨道炮瞬态磁场测量与数值模拟

为研究电磁轨道炮的磁场特性,建立三维瞬态电磁场计算模型,采用时域有限元/边界元耦合方法进行求解,获得了电枢的膛内运动过程,以及电流密度和磁通密度的时空分布,讨论电枢与轨道间的滑动电接触在电流扩散过程中产生的速度趋肤效应。在发射实验中,用B探针测量电枢运动及磁场,分析了发射过程中的瞬态磁场变化特点,与数值模拟结果进行对比,验证了电磁轨道炮三维瞬态电磁场计算模型的有效性。     

水平铅酸电池的实验研究与性能分析

结合电动汽车电池的应用情况,测试和评价了一种水平铅酸电池.详细介绍了水平铅酸电池的结构特点,分析了电池大电流充放电的能力,提出了水平密封铅酸电池的最佳充电电流,计算了电池的充放电容量效率、能量效率,分析了温度对电池性能的影响.水平铅酸电池具有高比能量、高比功率、大电流充放电性能良好的特点,适合电动汽车使用.     

30mm电热化学炮膛内压力波数值模拟研究

使用包含瞬态燃速公式的一维内弹道模型模拟30 mm电热化学发射过程,通过与发射实验结果相比较,验证了该模型的精确性。对比常规发射和电热化学发射膛内压力波曲线可知,电热化学发射技术可以有效降低膛内压力波。进一步分析输入电能、放电时序、发射药弧厚、装填密度等参数变化对膛内压力波的影响。研究表明：同步放电的条件下,电能比不大于0.042时,压力波峰值变化很小;电能比大于0.042时,压力波峰值随着电能比的增加迅速增大;首个负波幅值随着电能比线性递增,但受电能比影响小于压力波峰值;采用时序放电时,在控制压力波的前提下,电能比与放电电流的脉宽呈正比;在较高电能比下,压力波峰值与放电电流的脉宽呈反比;随着发射药装填密度的增加,膛内压力波增大;但在控制压力波的前提下,可输入的电能比无明显变化,首个负波幅值随着电能比的变化趋势不变;弧厚的变化对压力波的影响可忽略不计。     

低温分子束外延InGaAs非晶薄膜的微观结构和光学性质

采用分子束外延技术制备了单层InGaAs非晶薄膜,V／Ⅲ束流比分别为40:1和60:1.测试了样品各元素的摩尔百分比及X射线衍射特征,并利用场发射扫描电镜观察了样品的表面形貌。由X射线衍射数据计算了径向分布函数和双体相关函数,并分析了样品中距中心原子最近邻原子的平均距离、最近邻原子的配位数和短程有序畴。同时,由透射谱计算了材料的近红外吸收系数,计算出两片InGaAs非晶薄膜样品的光学带隙分别为0.886 eV和0.822 eV.     

瞬时大电流下微机电引信硅通孔封装的失效机理与实验研究

随着引信向微型化、智能化、灵巧化发展,对引信采用三维封装是实现其小型化最为前景的技术。硅通孔（TSV）是三维封装的关键技术,广泛应用在微机电系统(MEMS)的集成中,具有封装尺寸小和能量消耗低的优点。研究了一种应用于MEMS引信的TSV三维封装技术,该MEMS引信的工作模式要求TSV在引信起爆控制时的瞬时大电流冲击下,电阻改变量在规定允许的范围内。利用有限元分析软件计算TSV在瞬时大电流下的升温曲线,并进行分组实验,对TSV分别施加40 V、330 μF电容放电条件,10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件。通过对比仿真结果与实验结果,得到TSV的潜在的失效模式和其承载瞬时大电流的能力。通过上述结论分析得出在10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件下,TSV封装技术可以满足MEMS引信的正常工作。