【摘 要】
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冲击片雷管因其本质安全性高、对复杂的外部环境具有强的抵抗能力被广泛的关注。但由于其起爆阈值高、价格高并且其起爆系统体积大,使得其仅在高价值武器中推广应用,制约了其在常规武器系统中的运用。因此本文设计了一种低发火能量、高集成度的微型冲击片雷管,并对其性能进行了研究。（1）运用MEMS技术和传统工艺相结合的方法制备了一种微型冲击片雷管（直径2.5mm,高度为4.9mm（不含脚线））,将换能元（基板、金
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冲击片雷管因其本质安全性高、对复杂的外部环境具有强的抵抗能力被广泛的关注。但由于其起爆阈值高、价格高并且其起爆系统体积大,使得其仅在高价值武器中推广应用,制约了其在常规武器系统中的运用。因此本文设计了一种低发火能量、高集成度的微型冲击片雷管,并对其性能进行了研究。（1）运用MEMS技术和传统工艺相结合的方法制备了一种微型冲击片雷管（直径2.5mm,高度为4.9mm（不含脚线））,将换能元（基板、金属桥箔、飞片和加速膛）进行一体化集成,降低冲击片雷管的体积。通过金属桥箔形状设计、桥区（尺寸、形状）设计和HNS炸药细化实现冲击片雷管低能发火。（2）搭建了MEMS冲击片雷管测试系统,对雷管换能元电爆特性和电爆过程进行了研究。得到了桥区尺寸、充电电压对金属桥箔电爆炸特性的影响规律。研究表明减小桥区尺寸,可以降低金属桥箔起爆阈值,增大充电电压,可以提高金属桥箔的瞬发度。运用超高速摄像机观察了金属桥箔的电爆炸,分析了不同输入能量下金属桥箔的电爆炸过程。（3）利用光子多普勒干涉测量技术,检测了换能元驱动的飞片速度,并得出了桥区宽度、加速膛直径和充电电压对飞片加速速度的影响规律。增加充电电压和减小加速膛直径都可以提高飞片加速;测量了0.1mm×0.1mm、0.15mm×0.15mm和0.2mm×0.2mm三种桥区金属桥箔驱动飞片的速度,分别为1986m/s,2613m/s和2128m/s。结合电格尼模型可知,桥区尺寸越小,飞片速度越高,但桥区尺寸为0.1mm×0.1mm时飞片速度变小,是因为桥区尺寸过小,产生的等离子体不足以驱动飞片达到更大的速度。（4）采用感度升降法和钢凹法对MEMS冲击片雷管的50%发火电压和输出威力进行了测试。得到MEMS冲击片雷管50%发火电压为681V,钢凹痕平均深度为0.1349mm。（5）利用LS-DYNA软件对飞片成型和冲击起爆规律进行了模拟研究,为冲击片雷管的优化和理论研究提供依据。
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