Page 52 - 《含能之美》2019封面论文

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：
［1］ Stroud J R. A new kind of detonator： the slapper ［R］.
聚集于很小的局部范围，形成热点，温度升高，点火药
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
Fuze Conference. Charlotte，NC，2004
背部稀疏波到达时间短，使得冲击波压力迅速下降，从
［3］ Robbins J. United States Navy Overview［C］// Report to 49th
Annual Fuze Conference. Seattle WA，2005.
而使得药剂内部的化学反应不能持续进行。另外，在
［4］ Tang W C. MEMS Programs at DARPA［C］// MEMS Compo‑
飞片厚度均为 25 μm 的情况下，方形加速膛的 BPN 最
nents and Application for Industry，Automobiles，Aerospace，
小点火电压，比圆形加速膛要小 700 V，从而验证了飞
and Communication. San Francisco，CA，2001，4559：1-5.
［5］ Scholtes G，Prinsec W. A development platform for a micro‑
片经方形加速膛加速后其出口速度更大，爆炸箔起爆
chip EFI［C］// 52th Annual Fuze Conference. Kansas City.
芯片的点火能力也就越强。
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
材料，2019，27（1）：79-88.
陶瓷飞片起爆 HNS 的最小电压为 2.5 kV，而 25 μm 厚
CHEN Qing‑chou，MA Tao，LI Yong. Research Progress in the
Function Mechanism of Exploding Foil Initiator［J］. Chinese
的陶瓷飞片由于在加速膛内既已破碎成多个小碎片，
Journal of Energetic Materials，（HannengCailiao）. 2019，27
目前尚未成功起爆过 HNS。其原因可归咎于：对于非
（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
箭与制导学报，2010，30（2）：114-116.
强，冲击压强激发炸药化学反应引起压强的增长，飞片
FU Qiu‑bo，GUO Fei，ZHI Yong‑fa. Matching experiment of
侧面和背部稀疏波同时又会造成压强的下降，当化学
small scale exploding foil with barrel［J］. Journal of Projectiles，
Rockets，Missiles and Guidance，2010，30（2）：114-116.
反应释能和稀疏波耗能达到某个临界条件时，稳定爆
［8］ Desal A. Efficient exploding foil initiator and process for mak‑
轰得以成立。在飞片冲击起爆 HNS 的过程中，飞片的
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
［19］
力持续时间 。50 μm 陶瓷飞片由于其密度大，飞片 ［J］. 火工品，2012（5）：1-3.
ZENG Qing‑xuan，ZHENG Zhi‑meng，LI Ming‑yu，et al. Re‑
质 量 较 大 ，飞 片 速 度 难 以 提 升 ；为 保 证 飞 片 撞 击 在
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.
［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
使飞片能以更高的速度撞击炸药。
飞片驱动性能［J］. 含能材料，2016，24（1）：101-105.
4 FANG Kuang，Chen Qing‑chou，HE Si‑min，et al. Fabrication‑
结 论
and flyer driving capability of in‑situ integrated exploding foil
initiator［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，（Hanneng‑
Cailiao），2016，24（1）：101-105.
采用低温共烧陶瓷技术设计制备了以 Au 作为桥
［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
箔，陶瓷作为飞片的爆炸箔起爆芯片，在 0.22 μF 电容
器研究［J］. 兵工学报，2017（2）：56-61.
LI Ke‑wei，CHU En‑yi，XUE Yan，et al. Research on exploding
充放电条件下，对制备的两种加速膛形状的 LTCC 爆
foil initiator based on non‑silicon MEMS technology［J］. Acta‑
炸箔起爆芯片的性能进行了研究，主要结论如下：
（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.
CHEN Kai，XU Cong，ZHU Peng，et al. Effect of barrel and
的电爆能量利用率最大，为 40.12%。
multilayer flyer on the performances of micro chip exploding
foil initiator［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，（Han‑
（2）陶瓷飞片的速度随着发火电压的增大呈增加
nengCailiao），2018，26（3）：273-278.
趋势；在相同的发火电压下，方形加速膛的终态速度要
-1 ［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］.
比圆形加速膛高出约 106~313 m∙s ；50 μm 厚的陶
南京：南京理工大学，2018.
CHEN Kai. Research on the technique of micro chip exploding
瓷飞片的运动形貌完整，而 25 μm 厚的陶瓷飞片在加
foil initiator and planar three electrodes high voltage switch
速膛内飞行阶段时既已破碎。
［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.
［14］ Xu C，Zhu P，Chen K，et al. A Highly Integrated Conjoined
（50 μm 厚陶瓷飞片，圆形加速膛）可成功起爆 HNS 炸
Single Shot Switch and Exploding Foil Initiator Chip Based on
MEMS Technology［J］. IEEE Electron Device Letters，2017，38
药的最小电压为 2.5 kV，点燃 BPN 点火药的最小电压
（11）：1610-1613.
为 1.4 kV。
www.energetic-materials.org.cn
Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.6, 2019（448-455） 含能材料