疊氮化銅驅(qū)動飛片起爆HNS-IV的研究

郭俊峰，曾慶軒，李明愉，李　兵

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疊氮化銅驅(qū)動飛片起爆HNS-IV的研究

郭俊峰，曾慶軒，李明愉，李兵

（北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100081）

針對以疊氮化銅微裝藥為基礎(chǔ)的MEMS起爆傳爆序列，利用數(shù)值模擬的方法研究起爆序列結(jié)構(gòu)對起爆性能的影響。研究結(jié)果表明：飛片的剪切形狀與文獻(xiàn)結(jié)果相符。在裝藥直徑一定的情況下，隨著裝藥厚度的增加，飛片速度增加；當(dāng)裝藥厚度為0.5mm、裝藥直徑大于0.7mm時(shí)，增加裝藥直徑不能進(jìn)一步增加飛片速度；當(dāng)疊氮化銅的尺寸為Φ0.7mm×0.5mm、加速膛長度為0.56mm時(shí)，系統(tǒng)能夠起爆HNS-IV炸藥。利用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)擬合得到了HNS-IV炸藥的沖擊起爆判據(jù)，模擬結(jié)果符合HNS-IV的沖擊起爆判據(jù)。

疊氮化銅；沖擊起爆；HNS-IV；數(shù)值模擬；起爆判據(jù)

疊氮化銅具有較高的摩擦和撞擊感度［1］，而基于納米多孔銅“原位”轉(zhuǎn)換為疊氮化銅的技術(shù)［2-3］避免了裝藥和壓藥潛在的危險(xiǎn)性，所制備的微裝藥結(jié)構(gòu)體積小，能夠用電的或機(jī)械的方式起爆，是MEMS引信裝藥的基礎(chǔ)。為了優(yōu)化起爆序列結(jié)構(gòu)，研究疊氮化銅微裝藥結(jié)構(gòu)的沖擊起爆性能有著重要的意義。

HNS-IV由于具有良好的安全性、熱安定性以及沖擊起爆性能，常作為二級裝藥應(yīng)用于沖擊片雷管和MEMS微裝藥結(jié)構(gòu)中。Schwarz確定了 HNS-SF（ρ＝1.6g/cm3）的沖擊起爆判據(jù) P2.06·τ＞K（0.01μs＜τ＜0.1μs，3.8GPa＜P＜9.8GPa），并確定了7.3GPa的沖擊壓力下 HNS-SF的 GTDD（growth-to-detonation distances）為0.56mm［4］。Bowden等修正了時(shí)間脈沖τ的計(jì)算方法，并結(jié)合Schwarz的計(jì)算結(jié)果擬合得到了HNS的James判據(jù)0.204 2/Σ+0.087 9/E=1［5］。

本文結(jié)合國外實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果擬合得到了 HNS的沖擊起爆判據(jù)，利用LS-DYNA程序研究了疊氮化銅的裝藥結(jié)構(gòu)對沖擊起爆HNS-IV炸藥性能的影響，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果對HNS-IV的沖擊起爆判據(jù)的合理性進(jìn)行了研究。……