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氧化铜薄膜分解对激光脉冲引燃有机炸药的影响

DOI：10.1002/prep.201900047 期刊：Propellants, Explosives, Pyrotechnics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本研究展示了三层体系（玻璃-氧化铜(CuO)-炸药材料(EM)）中PETN点火的实验结果，以及采用YLS-150光纤激光器（脉宽20毫秒）加热CuO薄膜引发PETN、RDX、HMX和TATB点火的数值模拟结果。数值模拟中考虑了CuO薄膜分解的吸热反应及EM的分解反应。研究发现，CuO分解反应的吸热效应会延长EM的动态点火延迟时间。推导出了恒定热流加热条件下EM反应层宽度的估算公式。计算表明，在三层体系（玻璃-CuO-EM）中，有机炸药激光脉冲点火的动态阈值在氧化铜薄膜厚度为5毫米时达到最小值。炸药临界点火能量的激光脉冲密度按PETN、RDX、HMX、TATB顺序递增。PETN动态点火延迟时间随CuO薄膜厚度的变化计算结果与实验数据相符。
作者： Alexander Khaneft，Anatoly Mitrofanov，Anton Zverev
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了对玻璃-CuO-EM三层体系（其中EM为有机炸药PETN、RDX、HMX和TATB）中经YLS-150毫秒光纤激光加热的CuO薄膜引发有机炸药点火过程进行数值模拟，需考虑CuO薄膜的吸热分解反应及EM燃尽过程。

研究成果

氧化铜分解反应的吸热效应延长了EM点火延迟的动态时间。计算得出的PETN点火延迟动态时间与氧化铜薄膜厚度的关系与实验数据相符。在三层体系（玻璃–氧化铜–EM）中，激光脉冲引燃有机炸药的动态阈值在氧化铜薄膜厚度为5毫米时达到最小值。

研究不足

该研究未考虑CuO薄膜热分解导致的反射系数与吸收系数变化，且假设生成的电磁熔体及其固相的热导率和热容差异可忽略不计。由于激光脉冲持续时间短及点火延迟时间极短，外部散热未被纳入考量。

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