[发明专利]一种高能量转换率复合含能薄膜桥

说明书

本发明属于火工品领域，具体涉及一种高能量转换率复合含能薄膜桥。该高能量转换率复合含能薄膜桥(爆炸箔)，从下至上依次包括基片、金属膜桥和含能薄膜层，还包括聚四氟乙烯PTFE薄膜层和二个电极焊盘。金属膜桥设置在基片之上，其上方直接接触的为一聚四氟乙烯薄膜层；含能薄膜层最少一层，且与金属膜桥不直接接触；聚四氟乙烯薄膜层最少一层，位于金属膜桥上方，不同聚四氟乙烯薄膜层之间不直接接触，结构上通过含能薄膜层隔开；二个电极焊盘分别与聚四氟乙烯薄膜层和含能薄膜层两端实现电接触，置于金属膜桥之上。本发明具有体积小、起爆能量低、能量转换率高的优异效果。

技术领域

本发明属于火工品领域，涉及一种冲击片雷管用爆炸薄膜桥，具体涉及一种高能量转换率复合含能薄膜桥。

背景技术

雷管作为各类点火装置中的重要换能元件，广泛应用于航空、航天、导弹发射、矿山爆破等军用和民用领域。目前广泛使用的电雷管，采用热丝点火方式，雷管和主药球无法隔离，对电磁干扰、静电、射频、杂散电流等十分敏感，安全性差。冲击片雷管作为一种新型雷管，具有爆炸箔与炸药不直接接触，耐机械冲击、抗射频、静电、杂散电流及电磁干扰、且作用迅速可靠。爆炸箔作为冲击片雷管的核心部件之一，其作用原理是当高压脉冲电流通过金属桥箔时，桥区由于热效应迅速地由固态转变为气态，形成高温高压的等离子体，等离子体剪切桥箔上的冲击片(聚酰哑胺薄膜层或其他电介质层)形成飞片，飞片以极高的速度撞击高能火药，实现冲击片雷管的点火功能。该过程要求飞片速率快，飞片速率过低则无法引爆高能火药，导致冲击片雷管工作稳定性差。目前冲击片雷管一般采用Cu薄膜桥作为爆炸箔，其采用单一电能加热膜桥，起爆电压较大(3000V左右)，起爆能量高，电能转换为飞片动能的能量转换率偏低，不利于装备系统小型化和低能化发展。

反应多层膜是一种叠层式纳米含能薄膜材料，由两种或两种以上不同的组元材料按一定的厚度(通常满足某个化学反应的计量比)，沿垂直于衬底方向周期性地沉积，其单个周期膜厚可从几纳米到几百纳米，总周期数可从几到上百，多层膜的总厚度可达到几十微米。反应多层膜在热能或电能作用下可发生化学或合金化反应，反应过程中伴随着物质的扩散、热量的传递、等离子体的形成等。复合含能薄膜桥通过在金属膜桥上集成反应多层膜，将电能与化学能相结合，实现电-化学复合爆炸，通过电爆炸的等离子体与纳米叠层含能薄膜的化学爆炸共同作用，以获得更高的起爆效能。在(Rapid initiation ofreactions in Al/Ni multilayers with nanoscale layering.Journal of Physics andChemistry of Solids,2010.71(2):p.84-89)中Morris等在Cu箔上集成Al/Ni反应多层膜以提升飞片速率，但起爆电压较大，飞片速率提升效果不明显。在(Influence of Al/CuOreactive multilayer films additives on exploding foil initiator.Journal ofApplied Physics,2011.110(9):p.094505)中，周翔等在Cu箔上集成了Al/CuO反应多层膜，能够提升电爆时等离子体温度，但电爆时间与含能材料反应时间不匹配，没有提升飞片动能。如何有效提高冲击片雷管爆炸箔电能转换为飞片动能的能量转换效率，进而提高飞片动能是提高冲击片雷管性能的有效手段。

发明内容

针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种高能量转换率复合含能薄膜桥(爆炸箔)。

一种高能量转换率复合含能薄膜桥(爆炸箔)，从下至上依次包括基片、金属膜桥和含能薄膜层，还包括聚四氟乙烯PTFE薄膜层和二个电极焊盘。

金属膜桥设置在基片之上，其上方直接接触的为一聚四氟乙烯薄膜层。含能薄膜层最少一层，且与金属膜桥不直接接触。聚四氟乙烯薄膜层最少一层，位于金属膜桥上方，不同聚四氟乙烯薄膜层之间不直接接触，结构上通过含能薄膜层隔开。

二个电极焊盘分别与聚四氟乙烯薄膜层和含能薄膜层两端实现电接触，置于金属膜桥之上。