[發明專利]一種高能量轉換率復合含能薄膜橋

有效

• 申請號: 201710506529.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107121035B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 蔣洪川;張宇新;趙曉輝;閆裔超;鄧新武;張萬里
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C06C5/06
• 分類號: C06C5/06;F42C19/08
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發明屬于火工品領域，具體涉及一種高能量轉換率復合含能薄膜橋。該高能量轉換率復合含能薄膜橋(爆炸箔)，從下至上依次包括基片、金屬膜橋和含能薄膜層，還包括聚四氟乙烯PTFE薄膜層和二個電極焊盤。金屬膜橋設置在基片之上，其上方直接接觸的為一聚四氟乙烯薄膜層；含能薄膜層最少一層，且與金屬膜橋不直接接觸；聚四氟乙烯薄膜層最少一層，位于金屬膜橋上方，不同聚四氟乙烯薄膜層之間不直接接觸，結構上通過含能薄膜層隔開；二個電極焊盤分別與聚四氟乙烯薄膜層和含能薄膜層兩端實現電接觸，置于金屬膜橋之上。本發明具有體積小、起爆能量低、能量轉換率高的優異效果。

技術領域

本發明屬于火工品領域，涉及一種沖擊片雷管用爆炸薄膜橋，具體涉及一種高能量轉換率復合含能薄膜橋。

背景技術

雷管作為各類點火裝置中的重要換能元件，廣泛應用于航空、航天、導彈發射、礦山爆破等軍用和民用領域。目前廣泛使用的電雷管，采用熱絲點火方式，雷管和主藥球無法隔離，對電磁干擾、靜電、射頻、雜散電流等十分敏感，安全性差。沖擊片雷管作為一種新型雷管，具有爆炸箔與炸藥不直接接觸，耐機械沖擊、抗射頻、靜電、雜散電流及電磁干擾、且作用迅速可靠。爆炸箔作為沖擊片雷管的核心部件之一，其作用原理是當高壓脈沖電流通過金屬橋箔時，橋區由于熱效應迅速地由固態轉變為氣態，形成高溫高壓的等離子體，等離子體剪切橋箔上的沖擊片(聚酰啞胺薄膜層或其他電介質層)形成飛片，飛片以極高的速度撞擊高能火藥，實現沖擊片雷管的點火功能。該過程要求飛片速率快，飛片速率過低則無法引爆高能火藥，導致沖擊片雷管工作穩定性差。目前沖擊片雷管一般采用Cu薄膜橋作為爆炸箔，其采用單一電能加熱膜橋，起爆電壓較大(3000V左右)，起爆能量高，電能轉換為飛片動能的能量轉換率偏低，不利于裝備系統小型化和低能化發展。

反應多層膜是一種疊層式納米含能薄膜材料，由兩種或兩種以上不同的組元材料按一定的厚度(通常滿足某個化學反應的計量比)，沿垂直于襯底方向周期性地沉積，其單個周期膜厚可從幾納米到幾百納米，總周期數可從幾到上百，多層膜的總厚度可達到幾十微米。反應多層膜在熱能或電能作用下可發生化學或合金化反應，反應過程中伴隨著物質的擴散、熱量的傳遞、等離子體的形成等。復合含能薄膜橋通過在金屬膜橋上集成反應多層膜，將電能與化學能相結合，實現電-化學復合爆炸，通過電爆炸的等離子體與納米疊層含能薄膜的化學爆炸共同作用，以獲得更高的起爆效能。在(Rapid initiation ofreactions in Al/Ni multilayers with nanoscale layering.Journal of Physics andChemistry of Solids,2010.71(2):p.84-89)中Morris等在Cu箔上集成Al/Ni反應多層膜以提升飛片速率，但起爆電壓較大，飛片速率提升效果不明顯。在(Influence of Al/CuOreactive multilayer films additives on exploding foil initiator.Journal ofApplied Physics,2011.110(9):p.094505)中，周翔等在Cu箔上集成了Al/CuO反應多層膜，能夠提升電爆時等離子體溫度，但電爆時間與含能材料反應時間不匹配，沒有提升飛片動能。如何有效提高沖擊片雷管爆炸箔電能轉換為飛片動能的能量轉換效率，進而提高飛片動能是提高沖擊片雷管性能的有效手段。

發明內容

針對上述存在問題或不足，本發明提供了一種高能量轉換率復合含能薄膜橋(爆炸箔)。

一種高能量轉換率復合含能薄膜橋(爆炸箔)，從下至上依次包括基片、金屬膜橋和含能薄膜層，還包括聚四氟乙烯PTFE薄膜層和二個電極焊盤。

金屬膜橋設置在基片之上，其上方直接接觸的為一聚四氟乙烯薄膜層。含能薄膜層最少一層，且與金屬膜橋不直接接觸。聚四氟乙烯薄膜層最少一層，位于金屬膜橋上方，不同聚四氟乙烯薄膜層之間不直接接觸，結構上通過含能薄膜層隔開。

二個電極焊盤分別與聚四氟乙烯薄膜層和含能薄膜層兩端實現電接觸，置于金屬膜橋之上。