[發明專利]一種研究典型含能材料在激光刺激下的反應特性的方法

有效

• 申請號: 202011114347.0
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112255268B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 徐森;桑付鐃;李苗苗;劉大斌;錢華
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;上海航天化工應用研究所
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

本發明公開一種研究典型含能材料在激光刺激下的反應特性的方法，涉及含能材料在激光刺激下的熱爆炸性以及激光技術領域，典型含能材料的應激反應、與常規加熱的差異以及殼體對含能材料激光感度的影響規律。本發明的試驗成本低，操作方便，安全性高；所需藥量少，產生較少污染，且采用可更換的樣品池，對反應腔鋼板表面進行涂黑磨砂處理，降低了激光對裝置的傷害和損耗。試驗結果將更好地用于激光引爆炸藥反應機理研究，為含能材料激光熱刺激下的安全性、激光點火技術乃至未來激光武器的防護提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及含能材料在激光刺激下的熱爆炸性以及激光技術領域，特別是涉及一種研究典型含能材料在激光刺激下的反應特性的方法。

背景技術

炸藥熱爆炸是最簡單的爆炸現象，通過熱刺激生產熱點，進而引發整體爆炸，脈沖激光直接照射炸藥也是熱爆炸機理，激光的熱作用就是材料吸收激光能量后，形成的無輻射躍遷導致光熱效應，相繼引發熱化學反應，宏觀上表現為材料溫度的升高。由于激光光纖輸出的激光所形成的光斑面積很小，當激光的功率足夠高時，激光能量將在短時間和小面積范圍內被材料表面薄層吸收，在材料內部這一小空間里，激光能轉化為熱能的速率遠大于材料熱擴散的速率，而形成含能材料內局部的高溫區域一“熱點”，最終達到著火溫度。

目前的熱爆炸試驗類型主要是烤燃試驗，研究激光熱刺激的反應機理的裝置很少，并且根據已有資料表明，利用激光刺激含能材料進行試驗的裝置大多冗雜，占地面積大且危險性高，對人和設備都具有一定的危險。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供一種操作簡單、安全性能高且用于研究典型含能材料在激光刺激下的反應特性的方法。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種研究典型含能材料在激光刺激下的反應特性的方法，包括以下步驟：

步驟1：調整激光器位置，搭建紅外熱成像儀以及高速攝像機；

步驟2：樣品放入樣品池中，并將樣品池在反應腔內的樣品槽固定，稱取樣品的初始質量m0以及樣品和樣品池的總質量m；

步驟3：遠程控制激光器出光；

步驟4：試驗結束后，關閉激光器，取樣稱重m1。

可選的，所述的步驟1中，各設備安裝調試步驟如下：

步驟1.1：將激光控制面板放置在遠離試驗臺的監控室內，通過光纖連接控制面板和激光準直鏡，調整卡扣，固定好光纖連接口防止彎曲；

步驟1.2：固定激光準直鏡的保護窗片；調整焦點，并使指示光對準樣品池正中心；

步驟1.3：將高速攝像機和紅外熱成像儀放在反應腔敞口一側，對準樣品反應位置，用來記錄樣品反應過程。

可選的，調整焦點，并使指示光對準樣品池正中心的具體操作為：打開激光器，戴好護目鏡出激光，利用紅外陶瓷片感應激光，調整準直器所在的孔槽使感應到的激光在樣品槽距離處達到最小最清晰；再關掉激光，出指示光，利用激光架上的滾軸前后左右移動，使得指示光對準樣品池中心。

可選的，所述的步驟2中，裝藥具體步驟如下：

步驟2.1：將樣品裝入可更換的樣品池中，記錄樣品初始質量m0以及樣品池和樣品總質量m；

步驟2.2：將樣品池固定在反應腔內的樣品槽里后，關閉反應腔取放樣品一側的提拉門。

可選的，出光功率和時長的具體操作為：控制一定時長，判斷開始反應的功率，逐步加大功率試驗，以此來確定樣品的激光感度，通過高速攝像機以及紅外熱成像儀得到樣品的點火延滯期，升溫速率和溫度變化情況。

可選的，所述的步驟3中，出光具體步驟如下：