多酸基低功率激光点火方法技术

本发明专利技术公开一种多酸基低功率激光点火方法，包括：(1)称取原料，所述原料为多酸化合物、钒氧簇合物、钼氧簇合物或者钨氧簇合物；(2)将步骤(1)所称取的原料与高氯酸盐按1:1

【技术实现步骤摘要】
多酸基低功率激光点火方法


[0001]本专利技术涉及一种低功率、高安全性激光点火方法，具体涉及多酸基低功率激光点火方法。

技术介绍

[0002]随着激光器的小型化以及激光二极管的问世，激光点火技术得到了长足的发展。相比于传统的桥丝式点火，激光点火对复杂的电磁环境有极强的抵抗能力。激光点火是含能材料钝感点火的重要途径，避免敏感点火药的使用，有利于进一步地提升武器的安全性。由于不存在桥丝，消除了桥丝烧蚀引起的失效，从而延长武器的贮存寿命。除此之外，激光点火系统还具有：1.更容易实现系统集成和多点同步点火；2.可以在不影响系统确信性的情况下完成整个点火系统的自检等优势。发展激光点火技术对提高武器系统的战场生存能力具有重大意义。
[0003]据报道国外已有多个武器系统成功运用激光点火系统
[1,2,3]。国内主要有北京理工大学
[4]、南京理工大学
[5,6]、中国工程物理研究院
[7,8]、陕西应用物理化学研究所
[9,10]、长春光机所
[11]等对激光点火技术开展试验及应用研究，目前已实现了原理样机的设计，但还尚未有实现具体武器系统点火的公开报道。
[0004]目前的激光点火技术主要包括激光驱动飞片点火和激光直接点火两种技术。激光驱动飞片点火技术利用高峰值功率脉冲激光辐照光学窗(或光纤端面)上的金属箔(或复合介质箔)，部分金属箔烧蚀产生高温、高压、高密度等离子体驱动剩余的箔片高速飞行，具有大动能的箔片直接冲击炸药而达到点火目的。2000年，中国工程物理研究院采用Nd:YAG激光器驱动厚度5.5μm的铝飞片，飞片速度达到6km/s。2001年，利用激光驱动飞片冲击引爆了密度为1.2g/cm3、直径5mm、高5mm的PETN药柱。随后飞片冲击又引爆了密度为 1.57g/cm3的细颗粒HNS炸药。激光驱动飞片点火技术能够点火常见的钝感猛炸药，但对激光器的峰值功率有很高的要求。
[0005]激光直接点火技术直接利用激光点火炸药。常见的猛炸药，如太安、黑索金、TNT等，对常用的808nm、1064nm等激光没有明显的吸收，故不能用来直接点火。为了使这些炸药能够被激光点火，需要添加各种吸光性物质，如炭黑、碳纳米管、酞菁铜等。1988年，美国桑迪亚国家实验室的Kunz等人研究了在高氯酸
·
四氨
·
双(5
‑
硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)中掺杂炭黑、石墨等材料对激光感度的影响，发现掺杂之后，点火感度提高了40％～55％
[12]。2010 年，南京理工大学的沈瑞琪用Bruccton法测定了掺杂炭黑和碳纳米管的黑索金(RDX)和太安 (PETN)炸药的激光点火阈值。实验结果发现这两种敏感度较高的炸药可以在掺杂炭黑的情况下被高峰值功率脉冲激光直接点火
[5]。但高峰值功率脉冲激光的便携化程度低于普通的低功率半导体激光器，且成本相对较高。为了能够使用低功率半导体激光器进行点火，迫切需要合成新型的光敏点火材料。
[0006]由于普通的炸药基本上不具备吸光能力或吸光能力较弱，故激光感度普遍很低。为了提高炸药的激光敏感性，需要在设计炸药的时候引入具有吸光能力的模块。许多配位
3
‑
amino
‑1‑
nitroguanidine as laser ignitible primary explosives:structures and properties[J]. Inorganic Chemistry,2013,52(23):13791
‑
13802.
[0022]14.Myers T W,Brown K E,Chavez D E,et al.Laser initiation of Fe(II)complexes of 4
‑
nitro
‑
pyrazolyl substituted tetrazine ligands[J].Inorganic Chemistry,2017,56(4):2297
‑
2303.
[0023]激光敏感配位化合物的激光感度主要通过配体进行调控。为了获得高的激光感度，需要引入非常不稳定的配体。但与此同时，整个配位化合物又变得极不稳定，这对将其进一步实用化带来极大的问题。为了实现对激光点火材料激光敏感性和安全性的兼顾，需要引入新的设计思路，将强光热性能与爆炸性分离。一方面，尽可能提高点火材料吸光能力和光热性能。另一方面，降低爆炸性组分的敏感性。

技术实现思路

[0024]本专利技术提供一种多酸基低功率激光点火方法，将具有超高光热性能的多酸物质与钝感的炸药进行复合，制备用于激光点火的复合材料，克服传统激光点火材料的激光敏感性和安全性之间的矛盾，实现低功率高安全性激光起火。
[0025]本专利技术采用以下技术方案：
[0026]一种多酸基低功率激光点火方法，包括如下步骤：
[0027](1)称取原料，所述原料为多酸化合物、钒氧簇合物、钼氧簇合物或者钨氧簇合物；
[0028](2)将步骤(1)所称取的原料与高氯酸盐按1:1
‑
1:20的质量比混合并研磨均匀，得到激光点火复合材料；
[0029](3)将步骤(2)所得的激光点火复合材料作为起爆药装入雷管，所述雷管内装有主装药；将光纤插入或无接触照射起爆药中，将雷管锁口后即得激光点火雷管；
[0030](4)将所述光纤连接上半导体连续激光器，开启激光器，点火起爆。
[0031]所述步骤(1)中，多酸化合物通过如下方法制备：称取六水合氯化镍和邻二氮菲加入水热釜中，加入有机溶剂，搅拌均匀，加入三异丙氧基氧化钒，反应，将反应液过滤，洗涤，烘干，得到多酸化合物。
[0032]进一步地，步骤(1)中，六水合氯化镍和邻二氮菲的质量比为0.2～1。优选地，六水合氯化镍和邻二氮菲的质量比为0.44:1。
[0033]进一步地，步骤(1)中，所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺和甲醇。
[0034]进一步地，步骤(1)中，六水合氯化镍和三异丙氧基氧化钒的比为0.014g:1mL～1.4g:1mL。优选地，六水合氯化镍和三异丙氧基氧化钒的比为0.14g：1ml。
[0035]进一步地，步骤(1)中，反应的温度为70～180℃；优选地，反应的温度为120℃。
[0036]进一步地，步骤(1)中，反应的时间为3～72h；优选地，反应的时间为24h。
[0037]进一步地，步骤(2)中，所述的高氯酸盐为高氯酸胍、高氯酸铵、高氯酸甲胺、高氯酸吡啶或者高氯酸乙二胺
‑
高氯酸三乙烯二胺共晶。
[0038]进一步地，步骤(3)中，所述的光纤为石英光纤。
[0039]进一步地，步骤(3)中，所述主装药为钝感炸药。
[0040]进一步地，步骤(4)中，可选地，所述半导体连续激光器的输出功率0.5W以上，波长为808nm。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多酸基低功率激光点火方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)称取原料，所述原料为多酸化合物、钒氧簇合物、钼氧簇合物或者钨氧簇合物；(2)将步骤(1)所称取的原料与高氯酸盐按1:1
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1:20的质量比混合并研磨均匀，得到激光点火复合材料；(3)将步骤(2)所得的激光点火复合材料作为起爆药装入雷管，所述雷管内装有主装药；将光纤插入或无接触照射起爆药中，将雷管锁口后即得激光点火雷管；(4)将所述光纤连接上半导体连续激光器，开启激光器，点火起爆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，多酸化合物通过如下方法制备：称取六水合氯化镍和邻二氮菲加入水热釜中，加入有机溶剂，搅拌均匀，加入三异丙氧基氧化钒，反应，将反应液过滤，洗涤，烘干，得到多酸化合物；优选地，步骤(1)中，六水合氯化镍和邻二氮菲的质量比为0.2～1；优选地，六水合氯化镍和邻二氮菲的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，向志凌，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：