激光与含能材料相互作用的机理和特性研究

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论文研究了激光与点火药剂B/KNO3相互作用的机理和特性,重点研究了点火过程中的等离子体特性和参数以及等离子体对激光点火过程的影响。通过平行电极板法测试了药剂点火过程中的等离子体电特性参数,通过单色仪测试了等离子体的光谱特性,并对激光点火的物理模型进行了分析和评价。实验结果表明: (1) 酚醛树脂对药剂的激光点火特性有影响,提高了药剂的激光点火感度,降低了药剂的激光点火延迟时间。(2) 激光等离子体的产生有一个点燃时间和点燃阈值。等离子体产生时,激光能量密度越大,等离子体密度也越大。(3) 点火药剂等离子体的点燃阈值在104W·cm-2数量级,远远小于一般材料的等离子体点燃阈值。点燃时间在μs数量级。(4) 计算得到等离子体流的电荷通量在10-5c·mm-2·s-1数量级,等离子体流中粒子的平均动能在103~104eV,大于燃烧火焰的计算值(102eV)。(5) 激光等离子体的波长在紫外区和可见区,并且在540nm~570nm之间出现峰值强度。(6) 定性研究了等离子体对的激光的屏蔽作用,证明了等离子体对激光点火存在影响。(7) 激光点火的物理模型必须考虑质量守恒和烧蚀气化、等离子体对点火的影响作用,才能使模拟结果与实验相符合。
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