[发明专利]一种电爆能量沉积提高装置及方法

说明书

本发明公开了一种脉冲开关技术领域的电爆能量沉积提高装置及方法，旨在解决现有技术中的丝电爆法因旁路电流造成金属丝气隙过早被击穿、提前结束能量沉积的问题。其包括往复驱动机构、绝缘连接机构、导电棒、第一导电板、高压板、第二导电板、第一电容器、第二电容器、接地电极和与高压板相连的高压电极，接地电极和高压电极之间设有金属丝，导电棒通过绝缘连接机构与往复驱动机构传动连接；本发明适用于丝电爆法制备金属纳米粉末，通过先后两次供能，提高沉积在金属丝上的能量，致使电爆效果能够达到预期，还可大幅缩短两次供能之间的间隔时间，避免因时间间隔较长，导致第二供能回路接通时，金属丝已冷却的情况发生，保障了能量沉积的效果。

技术领域

本发明涉及脉冲开关技术领域，具体是涉及一种电爆能量沉积提高装置及方法。

背景技术

纳米粉体科技在世界各国各领域正在发挥着越来越重要的作用。研究发现，纳米粉体材料在声、光、电磁、热力学、耐蚀、催化、力学性能等方面表现出一些新的优良特性。因其应用面的广阔，对纳米粉体的研究便变得极为有价值。目前，制备纳米金属粉末主要有固相法、液相法、气相法三种方法，丝电爆法制备纳米粉末属于气相法的一种。丝电爆炸是指金属丝在脉冲大电流的作用下，在极短时间内先后经历固态加热、熔化、液态加热、气化，发生电爆并形成等离子体，伴随着冲击波与光的产生，最终在爆炸冲击力的作用下，高速向四周迸溅，最终冷却为金属纳米粉体。

利用丝电爆法制备金属纳米粉末时，金属丝上的能量沉积是影响金属丝粉末粒径最重要的因素之一。影响能量沉积的因素有金属丝的材料、丝径、丝长、储能电容电压、电流上升率、沿面放电程度等。

由于金属丝表面微观结构上存在一定的粗糙度，并难免存在一些杂质，在金属丝上流经较大电流时，金属丝表面某两点间电压达到沿面击穿电压，进而发生沿面放电，沿面放电现象在丝电爆熔化气化时均会发生，此现象的出现使金属丝被旁路，从而导致电爆提前发生，终止金属丝上的能量沉积，致使金属丝的电爆效果达不到预期，无法满足使用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电爆能量沉积提高装置及方法，解决当前丝电爆法中因旁路电流造成金属丝气隙过早被击穿、提前结束能量沉积的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种电爆能量沉积提高装置，包括：往复驱动机构、绝缘连接机构、导电棒、第一导电板、高压板、第二导电板、第一电容器、第二电容器、接地电极和与高压板相连的高压电极；

所述第一导电板与第一电容器的正极相连，所述第二导电板与第二电容器的正极相连，所述第一电容器和第二电容器的负极接地，所述接地电极和高压电极之间设有用于电爆的金属丝，所述导电棒通过绝缘连接机构与往复驱动机构传动连接，并能够在往复驱动机构的驱动下进行往复运动；

一次供能时，所述导电棒运动至第一导电板和高压板之间并使二者相连通；

二次供能时，所述导电棒运动至第二导电板和高压板之间并使二者相连通。

进一步的，所述第一导电板上设有供导电棒穿过的第一通孔，所述高压板上设有供导电棒穿过的第二通孔。

进一步的，所述第一通孔内套装有导向环，所述导向环与导电棒的间隙小于第一导电板与导电棒的间隙。

进一步的，所述第一导电板与导电棒的间隙等于高压板与导电棒的间隙。

进一步的，所述第一电容器的电容量小于第二电容器的电容量。

进一步的，所述往复驱动机构为直拉式电磁铁，所述直拉式电磁铁的推杆与绝缘连接机构固定连接。

进一步的，所述绝缘连接机构为绝缘棒，所述绝缘棒一端与导电棒固接，另一端与推杆固接。

进一步的，所述推杆的轴线、绝缘棒的轴线和导电棒的轴线均相重合。