摘要：复杂场景下火工品微安保机构需具有可恢复与抗过载特性,为此,研究设计了基于激光加工的金属材质电热驱动微安保机构,采用有限元模拟分析了镍基微电热执行器动作特性,通过调整双热臂U型电热执行器热臂和冷臂的长度、宽度以及各臂之间的间隙,探究它们对输出位移的影响;通过正交实验得到优化的超快激光加工工艺参数分别为频率100 kHz、能量113μJ、切割速度100 mm·s^(-1),实现了镍基电热微安保机构的超快脉冲激光精确制造;最后,搭建了安保机构性能验证平台,验证了该机构在不同电流激励下的驱动位移与隔爆性能。结果表明,在8 A激励电流下,加工的镍基微安保机构驱动位移可达1084μm,所组装的火工品微安保机构在传爆序列中能够有效隔爆。

摘要：为了研究硼/硝酸钾(BPN)组分粒径对Slapper-BPN型爆炸箔爆燃点火器(EFDI)发火感度的影响,设计并制备了由不同粒径的硼粉和硝酸钾组成的多个BPN配方,采用激光粒度仪表征了硼粉的粒径,讨论了硼粉粒径数量分布和体积分布的特点;通过扫描电镜(SEM)获得硝酸钾粒径对BPN药剂界面形貌的影响;根据差示扫描量热法(DSC)数据,计算了不同配方BPN的指前因子、表观活化能、最低热解温度和热爆炸临界温度,分析了BPN组分粒径对其动力学性能的影响;根据兰利法获得了不同配方BPN的临界发火电压及标准误差,讨论了BPN动力学性能和药剂界面形貌对其发火感度的影响。结果表明,BPN组分粒径主要从BPN的热分解性能和药柱界面形貌影响EFDI发火感度;BPN组分粒径变大,会使BPN药剂的最低热解温度变高,从而降低了EFDI发火感度;BPN组分粒径变小,改变了BPN药柱界面形貌,会使BPN药柱颗粒堆积更密实,减小药剂颗粒空隙,阻碍BPN的传火传热通道,在低密度装药条件下,会明显降低EFDI发火感度。因此,硼粉粒径一致性对低密度BPN发火感度的标准差具有一定影响。

摘要：由于在低电位范围内的合金化/脱合金化反应机制,硫化锑(Sb_(2)S_(3))材料的理论放电比容量高达946 mA·h·g^(−1),是一种有发展前景的锂/钠/钾离子电池负极材料。然而,在电化学反应过程中Sb_(2)S_(3)材料的聚集性和较差的导电性限制了离子/电子转移,导致了较差的电化学性能,严重阻碍了其实际应用。有必要对Sb_(2)S_(3)基负极材料的结构设计和储锂/钠/钾机制及近几年来的一些重要工作进行总结。本文综述了近年来Sb_(2)S_(3)基化合物材料的研究进展,主要包括合理的结构设计和/或与碳基材料结合等策略及所涉及的电化学反应机制,并提出了进一步改善Sb_(2)S_(3)化合物负极材料的展望。

摘要：设计了一种微机电系统(MEMS)平面微起爆器并对其性能进行了研究。该微起爆器由MEMS微结构换能元和直写起爆装药两部分组成。金属微结构换能元和装药构筑在同一平面上。首先在氮化硅硅片上构造Ni/Cr微结构换能元,然后在微结构换能元的一侧刻蚀微装药腔体,微结构换能元的桥区部分构造在微装药腔体的内部。采用微控直写法,在微装药腔体内部写入一种具有多孔性质的纳米铜墨水前驱体,经过气固原位叠氮化反应后,形成叠氮化铜(Cu(N_(3))_(2))MEMS起爆器件。该微起爆器平均电阻为4Ω,作用时间为8.44μs,50%发火电压为14.29 V,发火能量为0.33 mJ,装药量平均值5.18mg,质量相对标准偏差2.6%。该微起爆器能够起爆六硝基六氮杂异伍兹烷(CL⁃20)炸药。

摘要：为实现点火序列的高安全性及微封装体积,研究设计并制作了一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列,该序列包含了点火器、安保机构及点火药等核心部件,整体封装尺寸为Φ10 mm×3.3 mm。其中安保机构为具有双稳态功能的双层结构,前端的点火器为覆盖有Al/CuO微装药的NiCr桥箔,桥箔电极采用背部无引线封装的方法来降低序列封装体积,后端的点火药采用硼/硝酸钾(Boron/potassium nitrate)点火药。采用控制Al/CuO装药量的方法对其安保性能进行测试,结果表明该序列在Al/CuO装药尺寸为Φ800μm×30μm时安保机构在安全状态下能够阻隔前端点火器火焰能量的传递并保持结构功能完整,在解保状态下能够使后端的点火药被点火器点燃,具备点火隔火能力。

摘要：研究设计了一种平面纵向集成PN结(半导体的空间电荷区)结构二极管的薄膜换能元芯片,并制作了3Ω和4Ω2种桥区电阻,每种电阻制备1.0 mm×1.0 mm、1.5 mm×1.5 mm、2.0 mm×4.0 mm 3种芯片尺寸,每种尺寸设计8,18,28,34 V 4种击穿电压的集成芯片样品,其中1.0 mm芯片对应4种击穿电压的芯片,1.5 mm、2.0 mm芯片对应34 V击穿电压进行静电对比试验。为研究集成防护结构对换能元的爆发性能的影响,对3Ω的1.0 mm集成芯片进行了发火试验测试。结果表明集成薄膜芯片尺寸越大,抗静电能力增强;芯片桥区电阻越大,越容易受到静电干扰损伤,其静电防护性能达500 pF/500Ω/25 kV。PN结结构的击穿电压越小,其旁路电流的能力越大,对换能元爆发性能的影响越大,击穿电压越大,对换能元的静电防护作用越小。对于33μF/16 V作用条件的火工品,选择18 V击穿电压的集成芯片说明集成薄膜芯片应用中需要根据换能元的工作电压选用合适的击穿电压,以保证集成芯片既可以防护静电干扰,不影响产品的正常作用。

摘要：针对MEMS火工品的优点和关键特征进行了梳理总结,从微结构换能元设计、微纳结构药剂设计、微含能器件设计、微起爆序列设计4个方面对MEMS火工品设计方法进行了综合阐述。最后,从构建MEMS火工品数字化设计体系、提升集成与装配工艺设计水平、增强多学科多尺度协同设计能力3个方面,陈述了对MEMS火工品设计未来发展思路的一些见解,以期为形成完善的MEMS火工品设计体系提供借鉴。

摘要：针对水下特种作战对高安全、小型化、高效杀伤反蛙人榴弹的应用需求,设计了全电子安全爆炸箔直列式引战集成系统。建立了GUHL-1为主装药战斗部水下中心与端面起爆模型,仿真计算了水下爆炸威力场分布。结果表明:两种起爆方式所产生的冲击波强度在装药正负轴向、径向、斜向基本相同,不同角度冲击波超压随传播距离均呈衰减趋势;冲击波超压在装药正负轴向强度最低,斜向45°与135°方向明显加强,距离爆炸中心12m处各方向冲击波超压峰值最小为1.77MPa,最高为2.04MPa。此外,采用中心起爆方式进行了战斗部水下静爆试验。试验结果显示:装药轴向的冲击波超压最小,斜向45°与135°方向最强,杀伤半径12m处各方向实测冲击波超压最小为1.52MPa,最高为1.76MPa,可对距离爆炸中心12m范围内的蛙人造成有效杀伤。

摘要：为明确基于MEMS工艺的微起爆器静电响应特性,按照GJB 5309.14-2004火工品试验方法第14部分:静电放电试验的要求,对不同静电放电条件下的微起爆器感应电流、阻值变化、桥区损伤、发火感度进行了测试与表征。结果显示:对于50%静电发火电压为21.91 kV的微起爆器,静电电压小于17.5k V时,微起爆器电阻值基本保持不变,桥区显微镜照片显示无损伤;20.0,22.5 kV静电放电后,微起爆器换能元桥区出现了分层或断裂,27.5,30.0 kV静电放电后,微起爆器换能元桥区表面出现了条纹鼓起或明显烧蚀;静电加载后微起爆器桥区损伤不同,50%发火电压的变化也不同;桥区未出现损伤,发火感度未出现显著变化。本研究为揭示微起爆器静电环境失效机理以及加固设计提供了基础数据支撑。

摘要：为研究氮化钽薄膜换能元在不同激励条件下的温度响应特性,利用瞬态光学高温计,分别在恒定电压激励和电容激励下对不同结构尺寸的氮化钽薄膜换能元进行瞬态响应温度测试。结果表明:相同尺寸时,在电容激励下换能元可在几十微秒内达到最高温度,而在恒压激励下需要100多微秒;在电容激励下,随着换能元长度的增加,换能元的最高温度以幂函数的形式不断减小,且与仿真结果的总体变化趋势一致;在恒压激励下,随着激励电压的增加,换能元的最高温度呈线性关系增加,在高电压激励下,换能元的发热持续时间较短。本研究为对换能元的结构尺寸设计与激励条件的选择提供参考。