一种金属桥冲击片雷管集成制造方法

重点阐述了使用MEMS工艺将冲击片雷管的金属桥、反射片、飞片和加速膛集成为一体的制造方法.该方法较之2005年报道的硅集成冲击片雷管制造方法有两方面改进:一是采用金属桥替代多晶硅桥,从而使雷管作用时间缩短到2ms以内;二是使用硅-氧化硅-硅结构(SOI)材料代替单晶硅,从而使硅飞片厚度误差控制在±3mm以内.试验结果表明改进后的金属桥冲击片雷管在3.14kA电流下能够起爆HNS-IV炸药.     

飞片参数及冲击角度对能量激发的影响研究

为研究飞片参数及冲击角度对冲击片雷管作用性能的影响,采用Solidworks和LS-DYNA软件对飞片剪切过程和不同角度冲击炸药的起爆效果进行了仿真,并通过仿真和试验验证飞片厚度和直径对其冲击速度的影响。结果表明：加速膛硬度越高,飞片成形状况越好;飞片最大速度与飞片直径、厚度呈负相关,但飞片厚度过小时易发生破碎现象;入射角度为0,30,60,90°的飞片冲击HNS药柱均能达到稳定爆轰,以0°入射角冲击时爆轰效果最佳。     

超细LLM-105短脉冲起爆特性（英）

为了研究超细LLM-105炸药的短脉冲起爆特性,设计了两种参数的飞片起爆系统,在对两种飞片系统驱动飞片速度分析的基础上,采用较佳匹配系统进行了超细LLM-105炸药的发火阈值测试.试验结果表明:两种飞片系统中飞片速度随着输入起爆电流的增加而增加,但是大尺寸飞片对输入电流的变化更加敏感;在相同起爆条件下,大尺寸飞片获得的最大速度一致性较差,这与尺寸增加,受空气阻力影响更明显有一定关系;采用飞片速度较高的飞片系统进行超细LLM-105炸药起爆阈值测试,得到超细LLM-105炸药的50％发火阈值电流为2.14 kA,与HNS-Ⅳ相差不大.由此表明,超细LLM-105炸药作为冲击片雷管始发药应用是可行的,即能满足冲击片雷管钝感化要求,又不会对引爆系统的能量提出过高的要求,符合目前冲击片雷管低能、钝感的发展趋势.     

超细LLM-105短脉冲起爆特性（英文）

为了研究超细LLM-105炸药的短脉冲起爆特性,设计了两种参数的飞片起爆系统,在对两种飞片系统驱动飞片速度分析的基础上,采用较佳匹配系统进行了超细LLM-105炸药的发火阈值测试。试验结果表明:两种飞片系统中飞片速度随着输入起爆电流的增加而增加,但是大尺寸飞片对输入电流的变化更加敏感;在相同起爆条件下,大尺寸飞片获得的最大速度一致性较差,这与尺寸增加,受空气阻力影响更明显有一定关系;采用飞片速度较高的飞片系统进行超细LLM-105炸药起爆阈值测试,得到超细LLM-105炸药的50%发火阈值电流为2.14kA,与HNS-Ⅳ相差不大。由此表明,超细LLM-105炸药作为冲击片雷管始发药应用是可行的,即能满足冲击片雷管钝感化要求,又不会对引爆系统的能量提出过高的要求,符合目前冲击片雷管低能、钝感的发展趋势。     

冲击片雷管双裕度系数设计方法研究

为了提高冲击片雷管的设计可靠度,依据冲击片雷管的作用原理,以某型冲击片雷管为例分别计算了以输入刺激量、飞片速度等为特征参量的冲击片雷管裕度系数。结果表明,仅以输入刺激量表征产品设计裕度不能完全反映产品的可靠性状态,而辅助以飞片速度为特征参量的输出裕度系数则能更真实地体现产品的质量特性。提出了一种在雷管设计过程中同时考虑,以输入刺激量为特征参量的输入裕度系数和以飞片速度为特征参量的输出裕度系数的双裕度系数设计方法,来提高冲击片雷管裕度系数设计的科学性。     

高压脉冲功率源与冲击片雷管发火能量匹配关系特性试验方法

针对高压脉冲功率源接入引出电缆后与冲击片雷管发火能量的匹配问题,提出了高压脉冲功率源与冲击片雷管发火能量的匹配关系特性试验方法,通过试验装置测试了接入引出电缆后冲击片雷管短路放电性能参数,并进行了理论分析及冲击片雷管发火验证试验.结果表明:在脉冲功率源输出端增加100mm的引出电缆后,冲击片雷管发火电压需提升300V,此时输出能量等价于未接入引出电缆时的发火能量.该方法在冲击片雷管发火试验以及传爆序列试验中,既能保护起爆装置,节约试验成本,又能保证冲击片雷管可靠起爆.     

爆炸箔起爆系统初始电阻对爆发电流和飞片速度影响的数值模拟

研究了电爆炸箔起爆系统起爆回路初始电阻对爆发电流和冲击片雷管飞片速度的影响规律，分析了影响电爆炸箔起爆系统体系的因素，为在可靠发火条件下降低起爆系统体积提供设计参考。     

爆炸箔厚度与其电爆性能和冲击片雷管感度的关系研究

为了研究爆炸箔厚度与其电爆性能的关系,以及爆炸箔厚度对冲击片雷管感度的影响,对5种不同厚度的爆炸箔进行了试验.研究结果表明:在1.3kV和1.5kV的充电电压下,厚度为4.0μm以下的爆炸箔的电爆性能好于4.0μm以上的爆炸箔;爆炸箔厚度对爆发时间和冲击片雷管感度有显著影响,本试验中,使用3.5μm和4.0μm爆炸箔的冲击片雷管起爆能量最低.     

冲击片雷管的无源诊断

众所周知，雷管一般都要求在实验室中按实际环境和物理条件进行测试，以评估雷管的性能，如雷管的输入和输出能量、作用时间等等。冲击片雷管有独特的结构和作用方式，当发火装置给其桥箔提供足够高的电流时，钢桥箔爆炸汽化，推动并剪切上面的KaPton膜而形成飞片，飞片通过加速膛迅速加速至4mm／Ps左右的速度，撞击高密度猛炸药。由于冲击片雷管的几何尺寸很小，作用时间很短，作用方式独特，大多数现行的雷管诊断技术都不合适。研究者开发了用VISAR（任何反射物的速度干涉仪系统）全面表征冲击片雷管的方法，但这是一种十分复杂、技术…     

爆炸箔尺寸对飞片速度的影响

爆炸箔是冲击片雷管的关键部件,为了获得爆炸箔的厚度和桥区尺寸对冲击片雷管飞片速度的影响,通过光纤台阶法测试了不同厚度和桥区尺寸的爆炸箔驱动飞片的情况。结果表明:在电压3.4 kV、电流3.5 kA的起爆条件下,最佳的爆炸箔厚度为3.67μm,可以驱动飞片产生2 307 m/s的速度;随着爆炸箔桥区尺寸的减小,飞片速度逐渐提高。因此,可以看出在一定的起爆能量下,驱动飞片达到最大速度的爆炸箔存在一个最佳厚度值;在爆炸箔厚度一定的情况下,减小爆炸箔的桥区尺寸,可以提高爆炸箔驱动飞片的能力,从而可以达到降低冲击片雷管起爆能量阈值的目的。     

冲击片雷管鉴定验收试验规范的探讨

本文论述了冲击片雷管的性能和美军标MIL-DTL-23659D附录A冲击片雷管验收规范，针对我国现有的相关GJB344．87进行了讨论分析；结合冲击片雷管的性能特点和国内实际情况提出了冲击片雷管的鉴定验收试验规范，对具体测试方法和要求进行了描述。     

激光冲击片雷管中飞片的结构优化及性能测试

为有效提升激光冲击片雷管的能量利用率,需对雷管中的飞片结构进行设计和优化。在对飞片进行结构设计的基础上,采用磁控溅射和扫描电镜(SEM)的方法完成了C/Al/Al2O3/Al飞片的制备和表征,获得了飞片各层的制备速率和表面形貌;采用光子多普勒测速系统(PDV)测试了不同参数C/Al/Al2O3/Al飞片的加速历程,发现在相同激光入射能量下,不同参数飞片的加速历程有所不同,设计制备的0.05/0.7/0.7/20.0μm复合飞片(Φ1.0mm)能量利用率最高,飞片速度达到2301 m·s-1。结合飞片各层材料的物理特性分析得到,石墨吸收层的反光系数、汽化能与导热性能,及Al2O3隔热层的表观致密度、电离势能和导热性能直接影响飞片的速度,而飞片加速时间与石墨吸收层较高的导热率相关。     

冲击片雷管在大型战斗部传爆序列中的应用

针对大型战斗部高安全性、高可靠性的起爆要求,设计了一种以冲击片雷管起爆传爆药柱的直列式传爆序列,分析了试验用冲击片雷管的起爆感度,并对冲击片雷管在静态以及动态条件下的传爆性能进行了试验验证。结果表明：冲击片雷管在70℃、-40℃、常温以及1.6mm的传爆间隙条件下,能够可靠起爆聚黑传爆药柱;在高速740m/s、低速370 m/s条件下传爆序列能够可靠传爆并作用,试验结果说明冲击片雷管的起爆性能满足大型战斗部的要求。     

小尺寸电爆炸箔推动飞片运动速度的经验计算

基于平面一维电格尼公式及电格尼常数与飞片直径有关的假设,推导出一个可以用来计算冲击片雷管中小尺寸电爆炸桥箔推动薄绝缘飞片运动速度的经验公式,对国外发表的40余发实验数据,计算结果与实验值的偏差在±8%以内,可作为冲击片雷管设计的一个实用的工程应用工具.     

多点阵列冲击片雷管仿真与试验研究

对多点起爆爆轰波碰撞和超压形成的影响因素进行了仿真计算,分析了多点阵列爆轰波叠加的作用规律。设计了基于爆炸箔的多点阵列冲击片雷管,进行了输出性能试验,验证了部分仿真结论。对多点阵列冲击片雷管起爆三氨基三硝基苯(TATB)钝感炸药进行了试验。试验结果表明,多点阵列冲击片雷管能够使TATB钝感炸药完全爆轰。     

飞片式无起爆药雷管结构研究

设计了一种新型飞片激发装置的无起爆药雷管,通过铅板穿孔试验研究了飞片直径、厚度和中间装药条件对雷管爆轰性能的影响。研究结果表明:当飞片厚度在0.1~0.3mm范围内时,随着厚度增加,飞片起爆能力增强;直径相同时,厚度为0.2mm、0.3 mm的飞片能够可靠起爆雷管底部装药,飞片厚度0.1 mm时,雷管发生半爆。中间装药密度过大或高度过低都会导致雷管发生半爆,合适的装药密度范围为0.86~1.41 g·cm~(-3),装药高度应不低于2mm。     

基于FPC工艺的集成冲击片换能元性能分析（英文）

为了提高爆炸箔起爆器的制造效率和产品一致性,设计和制造了一种基于柔性电路板(简称FPC或软板)制造工艺的集成冲击片换能元,并对该集成换能元的电爆炸性能、驱动飞片能力和起爆六硝基茋的能力等基础性能进行了研究。采用高压探头测量了爆炸箔两端的电压曲线,采用罗果夫斯基线圈测量了放电回路的电流曲线,通过光学多普勒测试手段(PDV)测量了电爆炸过程驱动飞片速度历程曲线。结果表明,放电回路峰值电流和桥箔的爆发电流随着电容两端电压的增加而线性增加,其中桥箔的爆发电流从2080 A增加到2680 A。桥箔的爆发时间随着电容两端电压的增加而线性地从232 ns减小至156 ns。随着充电电压的增加,飞片速度从4056 m·s~(-1)增加到4589 m·s~(-1),速度标准偏差为38~48。该冲击片换能元可在放电回路电流峰值约2.04 kA时可靠起爆HNS?Ⅳ,而基于传统制造方式冲击片换能元的起爆电流峰值为2.340 kA。     

冲击片雷管电烤爆安全性研究

为评估冲击片雷管在意外电能刺激作用下的安全性,开展了以HNS-Ⅳ为装药的冲击片雷管电烤爆试验研究,先后完成了直流28V、交流380V两项烤爆试验。试验结果表明:两种工况下爆炸箔换能元均未气化形成等离子体,也未形成飞片;然而在交流380V通入情况下,电极两端形成的电弧导致了部分HNS-Ⅳ装药发生燃烧,但整个主装药未发生爆轰性输出。     

独特的冲击片雷管用无源诊断法

本项研究的目的是要寻找一种能可靠地检测现行冲击片雷管作用的材料和结构。由于冲击片雷管的尺寸很小（15mils,即0．38mm的数量级），大多数诊断技术都不合适。本方案有个额外的要求，即装置不能使用任何电功率或输出信号，这就是说要求诊断完全是无源的。本文叙述了三个方面的研制工作情况：用VISAR测量法表征的冲击片的全面特性；诊断材料和结构的选择及样机设计的试验。VISAR法测试需使用能使激光到达冲击片雷管桥箔处的特殊光学探头，给出的结果是以起爆电压为函数的飞片速度。现选择的诊断设计的作用形式类似于凹痕认证板，只不过飞片撞击Kapton片所产生的是破碎，只需要确定飞片速度是否超过了阈值，便很快目检出结果。不到阈值的速度将产生本质上不同的现象。     

爆炸箔起爆器的设计及影响因素试验

叙述了爆炸箔起爆器的起爆原理及设计原则,对冲击片雷管元件的主要参数进行了试验研究,为冲击片雷管的优化设计及质量控制提供了参考依据。