alcuo复合薄膜含能点火器件作用机理与点火性能研究

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1、分类号密级ＵＤＣ＾乐古恣式乂掌ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ博壬学位论文Ａｌ／ＣｕＯ复合薄膜含能点火器件－■Ｉｌ■－＇ｉｉ，作用机理与点火性能研究（题名和副题名）李勇（作者姓名）指导教师姓名沈瑞琪教授周彬副教授学位类别工学博去学科名称兵器科学与技术研究方向火工品、点火论文提交时间２０１５年９月注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。博±学位论文Ａｌ／Ｃｕ

2、Ｏ复合薄膜含能点火器件作用机理与点火性能研究作者：李勇指导教师：沈瑞琪教授周彬副研究员南京理工大学２０１５年９月Ｐｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＩｎｉｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｇＥｎｅｒｅｔｉｃＩｎｉｔｅｒｓＢａｓｅｄｏｎＡｌ／ＣｕＯＣｏｍｏｓｉｔｅｇｇｐＴｈｉｌｌＦｉｌｍｓＢｙＹｏｎＬｉｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＲｕｉｑｉＳｈｅｎａｎｄＢｉｎＺｈｏｕＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔ

3、ｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＳｅｔｅｍｂｅｒ，２０１５ｐ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加Ｗ标注和致谢的部分外，不包含其他人己经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的一材料。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名：年月日气也学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可Ｗ向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公

4、布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：寺章年月日，。一—－—－博古学位讫文ＡｌＣｕＯ复台薄膜含能点火器件作用机壇与点火性能研究摘要因相比于桥丝式火工品具有更好的点火性能和安全性能，半导体桥（ＳＣＢ）火工品经过数十年的发展，逐步呈现其大规模应用前景。然而，受限于桥膜本身质量与激励能量，ＳＣＢ在点燃纯感药剂或者药剂界面与桥界面存在任何空气间隙时，可能出现点火不可靠的情况。为此，本文在成熟的ＳＣＢ点火技术基础上，采用离子束瓣射方法，将Ａｌ／ＣｕＯ一

5、纳米含能材料复合薄膜与多晶娃薄膜有机结合，设计与制备种新型的含能点火器件，研究其作用过程与能量转换机理，揭示其点火性能与影响规律，主要研究内容及结论如下：（１）采用红外显微热像技术封、及超高速摄影技术，分别研究了含能点火器件在不，分析了能量转换机理，结果表明同激励能量下的作用过程：低幅值、长脉宽能量激励时，ＡｕＯ复合薄膜与多，ｌ／Ｃ晶珪薄膜换能机制为热传导与热反馈复合薄膜化学反应释一放的热量反馈给多晶程薄膜，加速或推进其进步作用；而高幅值、短脉宽能量激励时为热传导，、对流换热和福射传热的混合换能机制复合薄膜在多晶赶爆发产生的

6、冲击波作用下形成飞散粒子；多晶括薄膜与复合薄膜之间的能量交换为前期热传导和爆发后对流传热的混合机制；无约束情况下还包括强瞬态福射传热。（２）在电容放电作用过程中，电流仅在多晶娃及电极流动，复合薄膜的吸热作用使得法到特征现象的时间相对延后。在４７＾ｉＦ３０Ｖ激励下，估算得到含能点火芯片挂等离子体扩散速度最高为化９５８ｋｍ／ｓ，复合薄膜飞散粒子最大飞行速度为２．０５ｋｍ／ｓ。（３）研究Ｔ点火器件电爆过程特性电参数、Ｗ及发射光谱等随激、电爆成长过程励能量，、桥形、桥区尺寸等因素的变化规律结果表明：桥膜结构导致特性电参数变化过程

7、的差异；爆发产物的空间尺寸及持续时间随着激励能量的升高而增大；相同激励能，，ＡＣｕＯ飞散粒子量却随着桥量时桥区体积越小的点火器件等离子体空间尺寸越大ｌ／区体积增大而增大，。含能点火器件在相同激励条件下爆发产物的空间尺寸及持续时间均高于多晶赶点火器件。电子温度与电子密度变化趋势与电爆过程的延时放电相吻合，＇？？４７，４７００艮７０００Ｋ，持续１２叫．２．９）忡电容放电激励下湿度范围；电子密度范围（１６（４）采用ＡＮＳＹＳ有限元仿真软件，对点火器件作用过程中各薄膜层表面温度分布，、电流密度分布、热梯度分布等物理场量进行了仿真模拟结果

8、表明：电流流经多晶，、电极技、，珪层产生焦耳热传递给衬底及复合薄膜；由于绝缘层较强的隔热效