Page 17 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019

454 张秋，陈楷，朱朋，徐聪，覃新，杨智，沈瑞琪

运动，同时药柱内的孔隙也会受到绝热压缩，导致热能 参考文献：
聚集于很小的局部范围，形成热点，温度升高，点火药 ［1］ Stroud J R. A new kind of detonator： the slapper ［R］.
UCRL77639：1976.
发生分解反应。对于 25 μm 陶瓷飞片而言，由于飞片 ［2］ Cope R D. NAVAIR Fuze Overview［C］// NDIA 48th Annual
背部稀疏波到达时间短，使得冲击波压力迅速下降，从 Fuze Conference. Charlotte，NC，2004
［3］ Robbins J. United States Navy Overview［C］// Report to 49th
而使得药剂内部的化学反应不能持续进行。另外，在 Annual Fuze Conference. Seattle WA，2005.
飞片厚度均为 25 μm 的情况下，方形加速膛的 BPN 最 ［4］ Tang W C. MEMS Programs at DARPA［C］// MEMS Compo‑
小点火电压，比圆形加速膛要小 700 V，从而验证了飞 nents and Application for Industry，Automobiles，Aerospace，
and Communication. San Francisco，CA，2001，4559：1-5.
片经方形加速膛加速后其出口速度更大，爆炸箔起爆 ［5］ Scholtes G，Prinsec W. A development platform for a micro‑
芯片的点火能力也就越强。 chip EFI［C］// 52th Annual Fuze Conference. Kansas City.
2008，3：13-15.
根据目前的 HNS 起爆条件可以看出，50 μm 厚的
［6］ 陈清畴，马弢，李勇 . 爆炸箔起爆器作用机理研究进展［J］. 含能
陶瓷飞片起爆 HNS 的最小电压为 2.5 kV，而 25 μm 厚 材料，2019，27（1）：79-88.
CHEN Qing‑chou，MA Tao，LI Yong. Research Progress in the
的陶瓷飞片由于在加速膛内既已破碎成多个小碎片，
Function Mechanism of Exploding Foil Initiator［J］. Chinese
目前尚未成功起爆过 HNS。其原因可归咎于：对于非 Journal of Energetic Materials，（HannengCailiao）. 2019，27
（1）：79-88..
均质炸药而言，引爆炸药的主要因素是飞片的冲击压
［7］ 付秋菠，郭菲，只永发 . 小尺寸爆炸箔与加速膛匹配研究［J］. 弹
强，冲击压强激发炸药化学反应引起压强的增长，飞片 箭与制导学报，2010，30（2）：114-116.
侧面和背部稀疏波同时又会造成压强的下降，当化学 FU Qiu‑bo，GUO Fei，ZHI Yong‑fa. Matching experiment of
small scale exploding foil with barrel［J］. Journal of Projectiles，
反应释能和稀疏波耗能达到某个临界条件时，稳定爆 Rockets，Missiles and Guidance，2010，30（2）：114-116.
轰得以成立。在飞片冲击起爆 HNS 的过程中，飞片的 ［8］ Desal A. Efficient exploding foil initiator and process for mak‑
ing same：US7938065［P］. 2009-06-18.
速度主要影响入射冲击波压力，飞片的厚度则影响压
［9］ 曾庆轩 ，郑志猛 ，李明愉 ，等 . 冲击片雷管集成制造方法研究
力持续时间 ［19］ 。50 μm 陶瓷飞片由于其密度大，飞片 ［J］. 火工品，2012（5）：1-3.
质 量 较 大 ，飞 片 速 度 难 以 提 升 ；为 保 证 飞 片 撞 击 在 ZENG Qing‑xuan，ZHENG Zhi‑meng，LI Ming‑yu，et al. Re‑
search on fabrication method of integrated slapper detonator
HNS‑IV 表面处的冲击压力足够强，需要提高发火能量 ［J］. Initiator & Pyrotechnics，2012，5：1-3.
使飞片能以更高的速度撞击炸药。 ［10］ 房旷，陈清畴，贺思敏，等 . 一种原位集成冲击片组件的制备及
飞片驱动性能［J］. 含能材料，2016，24（1）：101-105.
4 结 论 FANG Kuang，Chen Qing‑chou，HE Si‑min，et al. Fabrication‑
and flyer driving capability of in‑situ integrated exploding foil
initiator［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，（Hanneng⁃
采用低温共烧陶瓷技术设计制备了以 Au 作为桥 Cailiao），2016，24（1）：101-105.
箔，陶瓷作为飞片的爆炸箔起爆芯片，在 0.22 μF 电容 ［11］ 李可为，褚恩义，薛艳，等 . 基于非硅微制造工艺的爆炸箔起爆
器研究［J］. 兵工学报，2017（2）：56-61.
充放电条件下，对制备的两种加速膛形状的 LTCC 爆 LI Ke‑wei，CHU En‑yi，XUE Yan，et al. Research on exploding
炸箔起爆芯片的性能进行了研究，主要结论如下： foil initiator based on non‑silicon MEMS technology［J］. Acta⁃
（1） 通 过 桥 箔 电 爆 性 能 研 究 得 出 ，300 μm × Armamentarii，2017（02）：56-61.
［12］ 陈楷，徐聪，朱朋，等 . 加速膛与复合飞片对集成爆炸箔起爆器
300 μm×5 μm Au 桥箔在发火电压为 1.8 kV 时，回路 性能的影响［J］. 含能材料，2018，26（3）：273-278.
的电爆能量利用率最大，为 40.12%。 CHEN Kai，XU Cong，ZHU Peng，et al. Effect of barrel and
multilayer flyer on the performances of micro chip exploding
（2）陶瓷飞片的速度随着发火电压的增大呈增加
foil initiator［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，（Han⁃
趋势；在相同的发火电压下，方形加速膛的终态速度要 nengCailiao），2018，26（3）：273-278.
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比圆形加速膛高出约 106~313 m∙s ；50 μm 厚的陶 ［13］ 陈楷 . 集成爆炸箔起爆器与平面三电极高压开关技术研究［D］.
南京：南京理工大学，2018.
瓷飞片的运动形貌完整，而 25 μm 厚的陶瓷飞片在加 CHEN Kai. Research on the technique of micro chip exploding
速膛内飞行阶段时既已破碎。 foil initiator and planar three electrodes high voltage switch
［D］. Nanjing：Nanjing University of Science and Technology，
（3） 采 用 LTCC 工 艺 制 备 的 爆 炸 箔 起 爆 芯 片 2018.
（50 μm 厚陶瓷飞片，圆形加速膛）可成功起爆 HNS 炸 ［14］ Xu C，Zhu P，Chen K，et al. A Highly Integrated Conjoined
Single Shot Switch and Exploding Foil Initiator Chip Based on
药的最小电压为 2.5 kV，点燃 BPN 点火药的最小电压
MEMS Technology［J］. IEEE Electron Device Letters，2017，38
为 1.4 kV。 （11）：1610-1613.

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.6, 2019（448-455） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn