CN101427098A - 延迟元件、包含该延迟元件的雷管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

响应于起爆信号对输出装药(152，图4)的起动可通过将该起爆信号输送到延迟引信(40)来延迟，该延迟引信由反应性多层叠片制成，从而起动该叠片中的放热自维持合金化反应。所述反应沿行进路径而行，该行进路径可以是Z字形、盘绕状或用其它方法来延长，从而提供期望的延迟时间。输出装药(152)可以是安装在发出起爆信号的信号传输线(111)上的起爆器。延迟元件(84，图9)可包含衬底(86)和设置在该衬底上的反应性多层叠片(88)，并且成形为限定从输入信号(I)的位置到输出信号(O)的位置的蛇形行进路径。延迟元件可设置在包括实体件(62a、62b，图6)的塞中或设置在管状体(76，图7)中。

Description

延迟元件、包含该延迟元件的雷管及其制造方法

技术领域

[0001]本发明涉及复合反应材料(例如，多层金属箔和涂敷金属的丝网)和包含该复合反应材料的高能延迟元件，以及制造这种反应材料和延迟元件的方法。

背景技术

[0002]已知反应性箔可用于多层箔结构，该多层箔结构在适当激发后进行放热化学反应以产生大量的热。对多层箔的适当设计提供了对所产生热量的精确控制和对被加热的几何区域的控制。2004年5月18日颁发给T.E.Weihs等人的美国专利6,736,942披露了(第1栏34-44行)这种多层箔并且记载所述多层箔可主要用作焊接、软钎焊或硬钎焊的热源，但是也可用于其它需要受控的局部发热的应用，例如推进和点火。如第2栏26行及以下内容所披露的，在反应时，反应性箔提供高度局部化的热能，所述热能允许实质上在包括空气、真空、水等的任何环境中的室温下发生快速键合。如第3栏37行及以下内容所述，用于制造反应性箔的材料优选化学性质不同且优选可包括过渡金属(例如钛、镍等)和轻元素(例如硼、铝等)的交替层。该元素对理想地反应形成稳定化合物，同时形成很大的负热且具有高绝热反应温度。各个层可具有1至1000纳米的厚度，层化的箔的总厚度可在10微米至1厘米之间(第5栏15-19行)。

[0003]通过诸如轧制、化学气相沉积、真空沉积和/或溅射镀膜的处理，这种反应性多层箔通过沉积到异种金属的衬底复合交替层上来制成。这些交替层可由任何材料组成，所述材料经过相邻原子的混合，例如，所述材料经受金属合金化，或者经受响应于刺激(例如热刺激)的化学键合的变化。所述交替层可由多个单独层组成，每个单独层可薄约1纳米(nm)。这样的材料组合可包括元素金属、硅化物、铝化物(包括Ni/Al)、硼化物、碳化物、铝热反应化合物、合金、金属玻璃和复合物。这样的箔可包括数百个适当材料的叠盖层。在热激发后，由于同种和异种原子之间的键的交换或者由于合金化而释放化学能，从而释放热。在2005年3月8日颁发给Weihs等人的美国专利6,863,992中和上述美国专利6,736,942中披露了这种反应性多层箔的示例。在本段落中提到的Weihs等人的两个专利通过引用并入本文。

[0004]包含数百个交替的异种金属(例如镍和铝)的极薄层的金属多层箔可从马里兰州Hunt Valley的Reactive Nanotechnologies公司购得。

[0005]由Sigmund Cohen公司制造的称作

线材的商品包括两种彼此紧密接触的金属元素，包括一种金属作为外皮的排布，提供了层状反应性多层丝。当使这两种元素达到起动温度时，所述元素快速熔合，导致不需要氧气支持的即时反应。该反应由热所起动；所需要的仅仅是使复合物暴露于充分高的温度。

线材和那些由Reactive Nanotechnologies公司(“RNT”)制造的多层箔装置之间的根本区别在于RNT多层箔叠片由超薄层组成，各个层的厚度以纳米来计量，所述叠片的厚度以微米来计量。所述叠片可包括大量的单独层，一般为数百乃至上千层以上。不同的金属(例如镍和铝)在这些层中交替，所述金属通过真空溅射工艺等来沉积。各个层的厚度和所镀敷的总层数决定了给定产品的特性。

[0006]1970年3月31日颁发给H.H.Helms等人的美国专利3,503,814披露了包括镍和铝的烟火材料，所述烟火材料可“通过压缩适当的金属粉末，通过轧制、型锻、拉拔或电镀金属丝或金属条”(第1栏23-29行)而制成。例1示出40-80重量百分数的镍和60-20重量百分数的铝(第1栏68-71行)。在第2栏26行及以下各行，披露了“例1的粉末混合物被压缩为颗粒并加热到大约660℃”，导致了产生熔融NiAI和1700℃以上温度的剧烈的放热反应。该反应被记载为是无气体的，一旦起动，就不需要氧气的存在。(见第2栏32行及以下各行。)在第2栏39行及以下各行，披露了例1的成分“也可存在于复合带材中，该复合带材通过轧制片料或粉末或通过将其中一种金属镀到另一种金属的基底上而形成”。所述成分还可通过型锻和拉拔金属而设定于线材中，其中使用任一种材料作为核心元素而另一种材料作为环绕该核心的外皮。

[0007]在爆破系统中，已知将雷管安装在信号线(例如电线、导爆索和信号传输管(“激波管”))的端部。激波管在本技术领域是公知的，其包括空心塑料(合成聚合物)管，所述管的内壁涂有反应性材料，例如微细铝粉和有机炸药(例如HMX)。在任何情况下，信号线将电能或非电能起爆信号传送给雷管，所述雷管包含放大来自信号线的信号以启动另一装置的输出爆炸装药。通常通过在信号线的端部和雷管的输出装药之间插入延迟元件以在接收到来自信号线的信号后延迟雷管的起用。如爆破技术领域所公知的，这种一般以千分之几秒计量的延迟必须被精确地控制以便实现给定爆破量中的各个炸药爆炸的期望定时，该给定爆破量可在分离的钻孔等中包含数百个炸药。

[0008]传统的烟火延迟元件包括缓燃(相对于信号线中的信号速度)线性烟火延迟成分，例如硅和红铅粉(Pb₃O₄)的混合物。该延迟成分的一端接收来自信号线的进入信号且该延迟成分的另一端沿传递信号方向设置在雷管的输出装药的附近。在被来自信号线的信号起动后，线性烟火延迟件以受控速率燃烧，当到达该线性烟火延迟件的末端时，该线性烟火延迟件起动雷管的输出装药。这样，在雷管接收到来自信号线的信号和通过起用该雷管的输出装药所产生的雷管输出之间插入了选定的延迟周期。传统的烟火延迟单元包括包在软金属管(例如铅、锌、铝或锡铅合金制成的管)内的粉状烟火成分。输出爆炸装药的爆炸由从烟火材料的输入端到输出端燃烧该烟火材料的长度所占用的时间所延迟。例如，参见美国专利5,031,538所描述的雷管。如本领域技术人员所公知的，必须非常精密地控制各个雷管的延迟周期；代表性的延迟周期的范围从9至9600毫秒或更大，例如，9、25、350、500和1000毫秒。通过燃烧一列烟火材料获得始终准确和精确的延迟时间在本质上受到限制，本技术领域正在开发电子延迟单元以便增加延迟时间的准确度和精度，尽管所述电子延迟单元比烟火延迟单元有增加的成本。

[0009]2004年12月9日出版的Qinetiq Nanomaterials有限公司的题为“Explosive Devices”的国际申请WO2004/106268A2披露了用油墨印制到衬底上的爆炸装置，所述油墨可包含直径小至10微米“乃至直径为0.1微米或更小”的颗粒。(第4页18-24行)例如图1和2的附图披露了在衬底上印刷的炸药油墨的蛇形或螺旋形图样。例如，在第15页11-29行描述了沿起始于加热元件附近并终止于另一种炸药材料附近的单线来印制炸药油墨。所印制的炸药油墨线起动另一炸药。可以使用Z字形图样且该图样将增加所述装置提供的延迟时间。

发明内容

[0010]根据本发明，提供了一种延迟元件，该延迟元件包括衬底，例如铝衬底，在所述衬底上设置有反应性材料，所述反应性材料选自包括以下材料的组：(a)至少两种不同材料(例如两种不同金属)构成的反应性多层叠片，和(b)由所述至少两种不同材料(例如镍和铝)之一制成的丝网，所述材料之一涂有所述两种不同材料中的另一种材料层以构成涂层丝网。这两种不同材料在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应。所述反应性材料具有起点和放点，所述放点与所述起点隔开以在其间限定沿所述反应性材料延伸的行进路径，从而当所述反应性材料在所述起点被热激励时，所述反应以取决于所述反应性材料的成分的传播速率沿所述行进路径传播。这样，所述反应从起点传播到放点所需的时间周期可通过控制所述反应性材料的成分和结构来选择。

[0011]本发明的另一方面提供了一种延迟元件，该延迟元件包括衬底，在所述衬底上设置有反应性材料，所述反应性材料包括至少两种不同金属(例如镍和铝)构成的反应性多层叠片，所述两种不同金属在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应。所述反应性材料具有起点和放点，所述放点与所述起点隔开以在其间限定沿所述反应性材料延伸的行进路径，从而当所述反应性材料在所述起点被热激励时，所述反应以取决于所述反应性材料的成分的传播速率沿所述行进路径传播。这样，所述反应从起点传播到放点所需的时间周期可通过控制所述反应性材料的成分和结构来选择。

[0012]本发明的又一方面提供了一种延迟元件，该延迟元件包含反应性材料，所述反应性材料包括一种金属(例如铝)涂敷另一种金属(例如镍)层而制成的丝网，这两种不同金属在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应。所述反应性材料具有起点和放点，所述放点与所述起点隔开以在其间限定沿所述反应性材料延伸的行进路径，因此当所述反应性材料在所述起点被热激励时，所述反应以取决于所述反应性材料的成分的传播速率沿所述行进路径传播。这样，所述反应从起点传播到放点所需的时间周期可通过控制所述反应性材料的成分和结构来选择。

[0013]本发明的一个方面提供所述两种不同材料包括材料对，所述材料对选自由铝/钛、铝/钴、铝/钯、铝/铂、铝/钌、硼/钛、锆/铝和镍/铝中的一种或多种组成的组。

[0014]本发明的另一方面提供位于反应性多层叠片上的彩色油墨，所述油墨通过放热反应而起作用，例如，所述油墨蒸发和/或氧化以在所述反应性多层叠片上产生颜色变化，从而提供所述延迟元件已被起用的视觉指示。

[0015]本发明的其它方面单独地或以两个或更多特征的任何适当组合的方式提供了以下特征中一个或多个。所述衬底可具有第一主要表面和相对的第二主要表面，所述反应性材料可设置在所述第一和第二表面上；所述反应性材料可限定从第一表面到第二表面的连续行进路径；所述行进路径的至少一部分可被封在包围物内；所述反应性材料可限定蛇形行进路径；所述反应性材料可具有扁平带状构造；所述层中的每个单独层可具有从大约10微米至大约100微米的厚度；所述延迟元件可包括大约20至大约1000个所述单独层；所述层中的每个单独层可具有从大约30微米至大约80微米的厚度；所述反应性材料的所述行进路径的至少一部分被封在包围物内，所述包围物沿所述行进路径的至少一部分(例如整个行进路径)覆盖所述反应性材料并接触所述反应性材料；所述反应性材料可具有丝状构造；所述反应性材料可以是开放式线圈。

[0016]在本发明的一方面，所述反应性材料可包括编织形成反应性材料绳的多种丝状构造材料，所述绳可用线性塑料套或包围物外模挤压而成。

[0017]本发明的另一方面提供了一种延迟雷管，所述延迟雷管包括：具有封闭端和相对的开口端的圆筒形壳体；设置在所述壳体的封闭端处的输出爆炸装药(output explosive charge)；信号传输线，所述信号传输线从所述壳体内通过所述开口端延伸到所述壳体外，所述信号传输线在所述壳体内终止于其输出端；以及，密封所述壳体的开口端的衬套。

[0018]如上所述的延迟元件使其起点设置成与所述信号传输线的输出端传递信号通信，使放点设置成与所述输出爆炸装药传递信号通信。

[0019]本发明的方法方面提供了一种制造延迟元件的方法，包括以下步骤：(a)向衬底涂敷至少两种不同材料的多个叠盖的交替层，所述两种不同材料在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应；以及，(b)使该反应性材料构造成在所述衬底上限定用于传播所述反应的连续行进路径，所述行进路径沿着所述反应性材料从起点延伸到与所述起点隔开的放点。

[0020]本发明的另一方法方面提供了用上述方法制造具有纵轴和相对的第一和第二纵向边缘的单独衬底片段，上述方法的步骤(b)还包括：横向于所述纵轴通过所述第一纵向边缘切割出第一系列间隔开的狭缝，该第一系列狭缝的每条狭缝未到达相对的第二纵向边缘；以及，横向于所述纵轴通过所述第二纵向边缘切割出第二系列间隔开的狭缝，这些狭缝相对于所述第一系列狭缝中的狭缝是纵向交错的，每条狭缝足够地宽以停止反应的传播，由此，所述反应的传播被限制成沿着从所述起点至所述放点的蛇形行进路径行进。

[0021]本发明的另一方法方面提供了使多个衬底叠置在彼此上方并沿着从一个衬底连续延伸到下一个叠置衬底的行进路径将反应性材料设置在所述衬底上。

[0022]本文和权利要求中对金属(例如铝和镍)的引用除了所述金属以外，还包括这些金属的合金，例如，按重量包含至少50％铝的铝合金，按重量包含至少50％镍的镍合金。

附图说明

[0023]现在参考图示出示范性实施例的附图：

[0024]图1是根据本发明的一个实施例的延迟元件的示意截面图；

[0025]图1A是包括呈盘绕构造的反应性多层丝的延迟元件的一个实施例的示意透视图；

[0026]图2是根据本发明的延迟元件的一个实施例的示意透视图；

[0027]图2A是根据本发明的另一个实施例的延迟元件的主体的示意透视图；

[0028]图2B是根据本发明的延迟元件的一个实施例的示意侧视图，所述延迟元件包括图2A的主体；

[0029]图3是根据本发明的又一个实施例的延迟元件的示意截面图；

[0030]图4是包括图3的延迟元件的雷管的一个实施例的示意截面图；

[0031]图5是根据本发明的另一个实施例包含延迟元件的电点火器的截面图；

[0032]图6是根据本发明的又一方面的延迟元件的侧视图；

[0033]图6A是图6的延迟元件的端视图(两个端视图彼此相同)；

[0034]图6B是连接到引信的图6的延迟元件的去掉一部分后的侧视图；

[0035]图7是使用呈盘绕构造的多层丝的本发明的一个实施例的侧视图；

[0036]图8是根据本发明的另一方面由涂有第二金属的第一金属制成的细丝网的平面图，这两种金属可彼此反应以提供反应性的网；

[0037]图8A是图8的涂层丝网的视图，在图示的实施例中，所述丝网自身折叠形成包括三层网的延迟元件；

[0038]图9是根据本发明的又一个实施例的包括涂有反应性多层叠片(所述叠片的一部分已被去掉)的蛇形衬底的延迟元件的平面图；

[0039]图10是相对于图8简化的包括本发明的一个实施例并包含图8的涂层衬底的延迟引信的侧视图；

[0040]图11是根据本发明的又一方面的涂有反应性多层叠片以提供延迟元件的叠置衬底的侧视图；

[0041]图12A是衬底上的两个反应性多层叠片的视图；

[0042]图12B根据本发明的又一方面示出图13A的反应性多层叠片，所述叠片以重叠关系彼此连接以包括延迟元件；

[0043]图13是根据本发明的又一个实施例的丝线延迟元件的透视图；以及

[0044]图14是根据本发明的一个实施例的编织线反应性材料的透视图。

具体实施方式

[0045]在本文及权利要求中有时使用的术语“反应性多层叠片”或“反应性多层叠片箔”，无论是单数还是复数形式，都指代多层箔、多层丝等。有时，所述反应性多层叠片箔简单地称作“箔”。本发明的反应性多层叠片包括至少两种不同材料，例如呈预合金化状态的金属，在所述金属中，放热自维持合金化反应可通过热激励来起动，即，通过使高能输入(“高能起爆信号”)撞击所述反应性多层叠片。所述高能起爆信号可以是火焰或火花或其它热源，例如明火、电火花或激波管或爆燃管的输出信号(有时称作“点燃”)。所述高能起爆信号仅在起点处需要接触所述反应性多层叠片，然后充分提升该点处的温度以起动合金化反应。所述反应性多层叠片通常设置在衬底上，例如薄金属片或塑性(合成聚合物)材料片，例如Mylar聚酯薄膜，多个金属层设置在所述衬底上。在一些情况中，理想的是使所述反应性多层叠片退火。在这样的情况下，优选的是金属衬底，因为金属衬底比塑性衬底更好地抵抗退火热而不会变形。各种金属，例如锡、黄铜、紫铜等可用于金属衬底。然而，铝及铝合金是优选的，因为其成本低、多层叠片与铝的良好粘附性、以及铝可被容易地切割、冲压或成形。

[0046]反应性多层叠片可制造成用作延迟元件或用作延迟元件的一部分的延迟线束。通常，如本文使用的，“延迟元件”指的是设置在合适衬底上的反应性多层叠片，或者是适当支撑的反应性涂层丝网，或者是反应性多层丝或丝线编织物。术语“延迟引信”通常指的是连接到固定装置的延迟元件，所述固定装置支持和/或允许该延迟元件连接到炸药或烟火或其它起爆系统中。延迟元件被置于输入装置(例如起爆信号线)和输出装药或其它装置之间，使得所述输出装药或其它装置响应于起爆信号的功能被反应所需的沿行进路径行进的时间间隔所延迟，所述行进路径由反应性多层叠片从一端(起点)到另一端(放点)限定。延迟元件可在一端或者两端与传递装药(transfer charge)一起使用或者包括该传递装药，从而确保信号从输入信号线传递到该延迟元件和/或确保信号从该延迟元件传递到所述输出装药或其它装置。任选地，所述传递装药可包括纳米尺寸的高能材料。在一些实施例中，延迟元件用于起爆器中(包括雷管和非爆炸起爆器)并任意地构造成装在标准起爆器壳体内，比如雷管壳体，例如具有大约0.26英寸(大约6.6毫米(mm))内径的圆筒形壳体。用作延迟元件的反应性多层箔从头到尾线性测量为至少5mm长(但其行进路径(即其有效长度)可以更长)并且可为6mm宽或更小。显然，可以采用任何合适的长度和宽度尺寸。可靠的延迟元件可由极薄的反应性多层叠片箔的薄片制成。例如，在一些实施例中，反应性叠片箔约为10微米(μm)至100微米厚，例如，从大约30微米至80微米厚。反应性叠片箔当然可通过添加更多的单独层而变得厚于100微米，从而获得更高的热量输出。显然，由于叠片箔变得更厚，因此其就更为昂贵且需要更长的时间来生产。比大约10微米更薄的反应性叠片箔将具有非常有限的热量输出。在各个实施例中，所述箔可包括数百个金属层。例如，从约20至1000层，例如从约200或300至1000层，各个层可包括反应性多层叠片箔。所述箔中的每个单独层的厚度以纳米尺度来计量，这样的层在本文中有时被称作“纳米层”。每个单独层的厚度理想地在大约10至200纳米(“nm”)之间，例如大约10至100纳米。

[0047]在一些实施例中，延迟元件包括改性层或可以参与或可以不参与多层叠片合金化反应的衬底。改性层或衬底可主要选择为便于采用延迟元件的装置的制造，例如，通过用来为叠片提供足够的刚性和弹性以便于该叠片制成高能装置。适用于该目的的改性层的材料包括：金属，例如锌、不锈钢和铝等；热塑性塑料；纸层薄片；反应性含氟聚合物及其它材料。

[0048]或者，改性层或衬底可主要针对其对叠片中的反应速率的影响来选择。例如，衬底可用作热沉以从多层复合物的合金化反应吸取热量，从而减缓所述反应。改性层可延缓合金化过程的动力学，可通过减少反应的放热性，从而减缓所述反应。适用于该目的的改性层的材料包括具有高导热系数的材料，例如钛、铝、铜、银、金等，或者是具有大约1.0(cal/sec)/(cm²C/cm)或更大的导热系数的材料。当其它的反应性材料(例如铝)用于改性层或(如本文其它部分所述)衬底时，铝改性层或衬底不完全进入反应，因为所述铝改性层或衬底比按纳米尺度计量的铝或其它金属的反应性层的厚度厚许多数量级。例如，按纳米尺度计量厚度的镍层将与相等纳米深度的铝反应消耗掉。该反应随后将会停止，因为仍然剩余一定厚度的铝而没有留下镍与铝进行反应。

[0049]在一些实施例中，用于延迟元件中的多层箔的衬底包括非金属材料，例如聚合材料。合适的非金属衬底包括聚酯板、高密度聚乙烯(例如

板)、陶瓷材料、硅、玻璃纤维加固塑料等。多层箔延迟线束可以按传统方式(即通过化学气相沉积和溅射等)直接沉积在衬底上。

[0050]任选地，衬底可被掩模成允许将预定构造(例如，蛇形、波浪形或如本文其它部分所述的其它延缓性构造)的多层箔涂敷到该衬底上。

[0051]或者，所沉积的箔可被掩模并随后进行蚀刻以便产生期望的图样。

[0052]在另一种方法中，衬底的表面可被覆盖反应性多层叠片，然后通过切割或其它方法使该衬底成形，从而提供具有期望构造的反应性多层叠片。

[0053]一般地，通过将数百个镍和铝的交替层沉积到相应衬底上以在不同衬底上制备大量不同的多层反应性箔。火花将起动高放热反应，其中，铝层和镍层的反应形成镍铝合金。该反应是自维持的；即，不需要氧来支持该反应，因此多层箔可用于无氧环境，例如，所述多层箔被包在适当挤压或模制的塑性材料、环氧材料或其它灌封材料内。反应的镍铝合金产物既无毒又无害，因此可以不采取特殊预防措施来处置。

[0054]金属衬底已经证明比塑料衬底(例如聚酯(

)衬底)更为成功。一般地，可以使用任何合适的衬底，例如任何合适的金属衬底，其中优选铝，因为其成本低、金属层与铝的良好粘附性、以及铝衬底容易切割成期望的形状。例如锡、钢和铜这样的金属也可用于衬底。已经发现，镍和铝的纳米层更好地粘附到铝而非粘附到铜，镍层和铝层对铜显示出不良的粘附性。当从涂有金属的聚酯板切割延迟单元时，使用厚聚酯材料作为衬底的尝试会导致金属层的破裂。虽然聚酯衬底仍然是可使用的，但是在所述聚酯衬底被选用于使延迟元件退火的情况中，退火温度常常使所述聚酯衬底翘曲。铝提供了用于粘附多个层的良好基底、易于切割、相对便宜并且在适当厚度时不会因退火而翘曲。可以进行退火以部分地使相邻的层合金化，以便降低合金化反应的速率，从而降低沿延迟元件“燃烧”的传播速率。这是因为燃烧速率过高，使得经常需要使该燃烧速率减慢以获得必要的延迟周期。

[0055]在另一种方法中，金属丝可涂覆一个或多个金属层，在被加热到充分高的温度后，该金属丝与所述金属层进行反应以提供期望的放热自维持反应。例如，铝丝可涂覆镍层。当使用铝-镍组合时，常常需要将中间锌镀层镀在铝和镍之间。可以将单层镀到丝线上或者可以将多个交替层镀到核心丝线上。例如，铝丝可涂覆镍和铝的交替层。两条或多条金属丝可扭绞在一起形成“索”或“绳”，以便提供每单位长度更重的具有更高热量输出的反应性材料。不管是怎样形成的，随后所得到的多层叠片丝线就可用作延迟元件，例如，该丝线可形成为开放式线圈，例如螺线形或螺旋形线圈，从而沿着所述丝线提供期望的有效长度或行进路径。就所有情况而言，丝线或编织物可被封在外模挤压的塑料套或包围物中。

[0056]因为反应性多层叠片经常缺乏充足的物理弹性以耐受各种制造过程，因此有时有用的是将反应性多层叠片(通常包括金属或塑料衬底，例如薄铝板或

聚酯薄膜)设置到提供期望弹性的第二衬底上。所述第二衬底可包含金属、印刷电路板、陶瓷材料等。在一个实施例中，包括反应性多层叠片的延迟元件可通过使用转印技术生成该反应性多层叠片和第二衬底的叠片来制备，所述转印技术通常用于生成浮凸金属化特征或图案。一种这样的工艺是热箔印刷。

[0057]在另一个实施例中，反应性多层叠片可包括金属改性层以减慢合金化反应。例如，金属改性层可在多层叠片中包括铜层。改性层也可以是通过其相对于叠片中的其它层增加的厚度而减慢合金化反应的传播速率(行进速度)的层。

[0058]在没有改性层的情况下，特定多层叠片中的反应速度可以约为1至10米每秒(m/s)；在一些实施例中，利用合适的改性层，反应速度可降低至大约0.2m/s。任选地，通过改变一个或多个层的厚度、和/或通过在反应性多层叠片中提供一个或多个附加改性层，从而可以修改叠片的线性合金化反应速率。

[0059]本发明的另一方面在于，使反应性多层叠片的退火可被延缓，即，减慢反应速率，如Gavens等人的文章“Effect of Intermixing onself-propagating exothermic reactions in Al/Ni nanolaminate foils”87 J.of Applied Phys.，No.3，Feb 1，2000所述。因此，使多层箔的退火减慢了合金化反应的传播速率，即，减慢了“燃烧”的行进速率。这通常是理想的，因为多层箔叠片用作延迟元件。所述退火被认为在层的界面处引起适度的镍-铝反应，从而首先减小了合金化反应的驱动力。

[0060]在一个实施例中，多层叠片包括相应地具有厚度比为3:2的铝和镍的交替层，每个层具有大约10纳米(“nm”)至200nm的厚度。在衬底上可以有300至700或更多(例如高达1000)的镍和铝的交替层；反应性多层叠片中的总层厚可在大约30至80μm之间。在30μm厚度时可以有例如700个交替的镍层和铝层。在叠片箔的厚度为50μm时，可以有一千个这样的层。一般地，较厚的金属纳米层减慢反应传播速率(反应的行进速度)，而较薄的金属纳米层增加反应传播速率。

[0061]本发明的一些实施例采用涂镍铝丝网来代替金属纳米层。置于所述网的单层顶部的胶带、环氧树脂或其它惰性物质停止反应性涂层网的单层的反应。这不同于反应性多层叠片，该反应性多层叠片即使在覆盖材料与其接触时也发生反应，例如，在延迟元件按照本发明的一个方面被灌封或包封时。然而，已经发现，如果所述网在其自身上倍增，即，提供至少两个层，那么即使倍增的或多层的网被覆盖材料、胶带和惰性体等所覆盖，反应也将继续。

[0062]使用中，在延迟元件的第一端(“输入端”)提供起爆信号，反应起始于所述第一端并沿着引信线束前进，直到反应前沿到达所述线束的相对的第二端(“输出端”)为止。在所述输出端，目标装置或反应性材料或高能材料设置成与所述引信线束呈传递信号关系，因此，反应在所述引信线束的输出端释放的热起动目标装置或材料。在一个替代实施例中，延迟元件包括衬底，该衬底延伸超过其上的多层箔，传递装药可按与所述多层箔呈传递信号的关系沉积在所述衬底上，即，该传递装药定位成起动所述多层箔或被所述多层箔起动的位置。例如，包含传递装药成分的油墨可被印制在衬底上。任选地，闪燃装药包括纳米尺寸的烟火材料。

[0063]在各个实施例中，相对于延迟元件在其两端之间线性延伸的情况，所述延迟元件可构造成增加端部至端部的反应时间，即，延迟元件可按盘绕、蛇形或其它非直线构造来成形，从而相对于构造成输入端(起点)和输出端(放点)之间的直线路径增加其有效长度(因此增加其提供的延迟间隔)。延迟元件的“有效长度”是沿着该延迟元件中的反应性多层叠片在该叠片的起点和放点之间的连续长度，在本文中有时称作“燃烧”的“行进路径”。例如，通过在衬底上按Z字形图样提供引信，反应性多层叠片可在其输入端和输出端之间按旋绕路径的方式来构造。另一选择是使一定长度的延迟元件缠绕在核心(例如丝线)上，例如，形成两个端部之间的螺线形构造。当呈盘绕、Z字形或其它这样的构造时，所述行进路径不得自身交叉，以便避免“短路”，除非延迟元件具有环绕其周围的防止信号短路的绝热套。延迟元件的一端或两端可以松开以利于用起爆线或传递装药进行传递信号。在另一个实施例中，通过使叠片在其自身上折叠来获得延缓性构造，例如扇形折叠构造。

[0064]在图1中示出了延迟元件10，该延迟元件10包括设置在任选的

聚酯衬底14上的多层箔12的层。可以使用任何其它合适的衬底材料，例如，铝这样的金属衬底可代替聚酯衬底14。多层箔12包括铝和镍(未示出)的交替层，具有大约35μm的总厚度，该总厚度包括大约10μm的铝层总厚度和25μm的镍层总厚度，镍和铝的各个层通过气相沉积或其它合适的技术以连续交替层的方式涂敷到衬底上。当衬底14包括

聚酯薄膜时，其厚度可约为0.006至0.020英寸。延迟元件10在平面图中可具有如图2所示的带状构造，如下文所述。在任何情况下，如所示，延迟元件10可用作各种高能装置中的延迟元件。

[0065]图1A示出延迟元件10’的另一个实施例，该延迟元件10’包括通过缠绕任选的核心14’来按开放式螺线形线圈构造设置的反应性多层丝12’。丝线12’的端部与核心14’分开，从而利于将它们与传递装药按传递信号的关系来设置。通过使丝线12’缠绕核心14’并在绕线之间留下气隙g或者为丝线12’上漆，从而防止侧向的绕线到绕线的传递信号，相对于使丝线按传递装药之间的非盘绕式线性构造延伸的情况，丝线12’在其端部之间的有效长度增加。核心14’可由任何合适的材料、塑料等制成。该核心14’可被开槽以将丝线12’固定就位，例如，核心14’可以是螺纹螺栓或螺钉的轴。

[0066]在图2中示出了延迟引信16，该延迟引信16包括带形延迟元件18和包围塞20。所述塞20包含转双酚玻璃加载模塑料，例如含有可从Hitachi购得的名称为CEL 9700 ZHF10的锑阻燃剂的无卤环氧化合物，所述模塑料已环绕延迟元件18模制成形，使延迟元件18的相对端18a、18b暴露在塞20的端部。塞20可构造成装在标准尺寸的雷管壳体内。使用中，延迟引信16位于输入装置(例如信号传输管)和输出装置(例如雷管输出装药)之间，并且在接收到来自所述输入装置的起爆信号和起动所述输出装置之间插入延迟间隔。

[0067]图2A和2B示出延迟元件22(图2B)，该延迟元件22包括挤压或模制的主体24(图2A)，该主体24具有形成于其中并纵向从其延伸穿过的大体矩形截面的槽26。槽26在主体24的两个相对端部开放。衬底支撑的反应性多层叠片28保持在槽26内。如图2B所示的衬底支撑的反应性多层叠片138在主体134的每一端突出。这种突出的长度通常可约为3/32英寸。这确保了足够的突出长度以使衬底支撑的叠片28可以可靠地接收进入的来自激波管等的点火，并且通过将突出端部插到将要由延迟元件22起动的反应性材料中而可靠地产生输出信号。主体24可由导电塑料制成，例如导电性高密度聚乙烯或导电性聚丙烯。主体24由导电材料制成以便耗散静电荷。衬底支撑的叠片28可压配合到槽26中，或者主体24可被加热膨胀以便将衬底支撑的叠片28插到主体24中，或者所述叠片28可被打桩穿过主体24以使其保持就位。

[0068]在图3中示出了包括反应性多层叠片的管封式延迟元件。延迟引信40适合用于激波管，包括安装在套筒44中的延迟元件42。延迟元件42从套筒44的每端突出到任选的传递装药44a和44b中，所述传递装药44a和44b包括由帽46a和46b固定到套筒44的点火混合料。传递装药44a、44b在一些实施例中可以省略。点火混合料在本技术领域是已知的；在一个实施例中，点火混合料对激波管的输出敏感，并且具有充足的炸药震力来起动延迟元件42。已知的点火混合料包括以下混合物：钼和高氯酸钾(Mo/KClO₄)；硅和红铅粉(Pb₃O₄)；锆和高氯酸钾；钛和高氯酸钾；硼和红铅粉；锆和氧化铁(III)(Fe₂O₃)；锆和氯酸钾(KClO₃)；锆和铬酸铅(PbCrO₄)；钛和铬酸铅；镁和铬酸钡(BaCrO₄)；硼和硝酸钾(KNO₃)；以及上述混合物的组合。帽46a和46b分别设有孔47a和47b，从而便于起爆信号从信号线传递到传递装药44a和从传递装药44b传递到目标装置。

[0069]在图4中示出了包括管封式延迟引信40的雷管。所示的雷管110具有接收在雷管外壳115的开口端112中的信号传输管111，例如激波管(传输管)。雷管外壳115大体为圆筒形，具有空心内部和与开口端112相对的封闭端116。外壳115应当具有足够的强度以抵抗信号过渡成分燃烧期间的内部爆炸和爆燃反应力、以及可能在现场使用中施加的外力。优选的外壳材料是铝。

[0070]通过使开口端118附近的外壳皱缩而使传输管111的端部牢固地固定在所述外壳中。该皱缩作用使所述外壳固定靠在传输管外部上，从而将所述管固定就位而不会破碎或干扰所述传输管内的信号传播。弹性体材料可用作皱缩区域中的外壳和传输管之间的衬套119。

[0071]外壳115的内部形成腔室120，延迟元件40设置在该腔室120中。延迟元件40和腔室120都优选是圆筒形的，并且相应地构造成紧密地配合在一起。该紧密配合防止延迟元件40的相对端之间的直接信号通信。

[0072]聚合物对准隔离杯140可在传输管111的输出端处用于在传输管和过渡元件之间引导传输管信号。

[0073]输出装药152邻近于延迟元件40并邻接该延迟元件40。输出装药152响应于传递装药44b的起动而提供足以起动钻孔爆炸装药或其它爆炸装置的爆燃和爆炸的引爆信号。输出装药152包括起爆药，例如压制到高速炸药(例如季戊四醇四硝酸酯(PETN))上的叠氮化铅。

[0074]在正常操作中，进入的起爆信号将从传输管111通过对准杯140传送到延迟元件40。该信号呈脉冲式冲击波和/或火焰锋的形式，并且通过对准杯聚焦于帽46a的孔47a处，使得该信号撞击包含在所述帽中的烟火起爆传递装药44a。延迟元件40用来控制从延迟元件40的一侧到另一侧(即，从传递装药44a到传递装药44b，从而从传输管111到输出装药152)的传递信号速率。

[0075]在延迟元件40施加的延迟间隔之后，传递装药44b经由引信的输出端处的孔47b起动输出装药152。输出装药152快速地起爆产生爆炸雷管输出信号。

[0076]在一个替代实施例中，延迟元件40用于具有烟火输出装药而非爆炸输出装药的非爆炸起爆器中。术语“延迟起爆器”指的是包括延迟元件的爆炸和非爆炸起爆器；“延迟雷管”指的是包括延迟元件的雷管(发出爆炸输出信号的起爆器)。

[0077]虽然图示出延迟元件40用于雷管，但是该延迟元件40也同样适合用作在线传输管延迟单元，例如美国专利4,742,773所披露的延迟单元，在此以参见的方式引入该专利的公开内容。

[0078]如本文所述的延迟元件能够在极低温(例如低达-346℉的温度)时可靠地起作用。例如，一些由反应性叠片制成的延迟元件可在浸入液氮时起作用。延迟元件进行反应的速率比传统延迟元件进行反应的速率随温度的变化更小(特别是在低于室温的温度时)。由于低温可靠性和定时准确性是传统的烟火延迟元件和电子延迟电路遭受的长期问题，因此本发明的这个方面提供了对包含这种引信的装置的更可靠和更准确定时的可能性，从而提供了优于现有技术的重要改进。此外，因为多层箔通常是非常均匀的，所以从箔板切下的样品延迟元件条带可用于非常准确地为整个板赋予特征，从而提供了一种生产引信的手段，所述引信与传统的烟火延迟元件相比同时具有改进的准确度和精度。

[0079]现在参考图5，示出了电集管48，该电集管48包括管状体50，该管状体50具有电绝缘基座52，一对电连接器54a、54b安装在该基座52内。可以是炸药或烟火材料的反应性混合物56包含在管状体50的与包含基座52的端部相对的端部内。根据本发明的延迟元件58将电连接器54a、54b和反应性混合物58相连。延迟元件58可在其主要表面58a、58b上涂覆反应性多层叠片，该反应性多层叠片可以按线性图样来涂敷以提供连接器54a、54b和反应性混合物56之间的最短距离，或者该反应性多层叠片可以按波浪形、开放式线圈、Z字形或其它非线性图样来涂敷以增加其有效行进长度，从而增加延迟周期。当电能被施加越过连接器54a、54b时，产生点燃反应性多层叠片涂层的火花，在经过选定的延迟周期后，该火花到达反应性混合物56以将其点燃。

[0080]在各个实施例中，延迟元件可以封装在密封件中以便于其用作延迟元件。例如，延迟元件可以封装在尺寸适合装在标准雷管内部的塞中，至少线束的端部暴露在所述塞的两端处。所述线束可被封装，从而使用插模技术用可模压的聚合树脂来形成所述塞。类似地，在一个替代实施例中，延迟元件可以包含到管状封装中，例如，通过将延迟元件设置在具有杯形端帽的玻璃胶囊中，所述杯形端帽含有传递装药以增强延迟元件的拾取和/或输出特性，例如，类似于Buss型引信。使反应性多层箔从其衬底分离或松开具有延缓性构造的延迟元件的端部会有利于使能量传递进入和离开所述线束，从而利于合金化反应的起动和随后输出传递装药的起动。

[0081]在一些应用中存在有“窜气”的易感性，即，进入的信号(例如来自激波管的点燃)绕过延迟元件的全部或某些涂有纳米层的表面的易感性。因此，“窜气”是指延迟元件或其一部分被输入信号绕过，从而不能获得正确的延迟定时。

[0082]一种窜气问题的解决方案是提供阻挡输入信号绕过延迟元件的结构。例如，多个肋可设置在延迟元件的周围，因此当推入雷管壳体的管或管状拉延“杯”时，所述肋将延迟元件密封在管或壳体内，从而防止了窜气。

[0083]一些上述结构的形式图示于图6-7，如下所述。

[0084]图6示出延迟引信50，该延迟引信50包括两个实体塑性件62a、62b，每个实体塑性件的截面为半圆形，且在其间夹有延迟元件64，该延迟元件64具有在其相对的主要表面上形成的反应性多层叠片66a、66b。叠片66a、66b不彼此接触；所述叠片66a、66b提供备用功能以防其中一个失效。延迟元件64未被实体件62a、62b(可由对反应性多层叠片66a、66b的反应不起化学作用的塑料或其它材料制成)覆盖的边缘可被任何适当的材料或结构密封。橡胶肋68a、68b围绕延迟引信60以防该延迟引信60被插入管状形状的结构中，例如标准雷管的壳体。橡胶肋68a、68b将以压配合的方式插入管状件中而变形，并且不仅仅用于将延迟引信60固定就位以防止“窜气”。也就是，所述橡胶肋将防止进入的信号绕过延迟引信60而消除延迟元件64提供的全部或大部分延迟。

[0085]图6B示出局部视图的插入引信70中的延迟元件60，所述引信70可以是包含导爆索的任何合适的引信。为了图示的清楚，从图6B省略了将引信70固定于延迟引信60的机械装置。输入的高能脉冲I(图6)将启动反应性多层叠片66a、66b的反应，该反应将产生输出信号O以起动例如引信70这样的合适装置。

[0086]图7是延迟引信72的侧视图，该延迟引信72包括盘绕式叠片丝线74，该盘绕式叠片丝线74含有管状体76(为了图示的清楚，该管状体76在图7中被绘制成像是透明的)，该管状体76在每一端被塞78a、78b封闭。盘绕式叠片丝线74的输入端76a从管状体76的一端突出，而输出端76b从另一端突出。输入端76a被合适的高能输入点燃，合金反应或燃烧沿着所述盘绕式叠片丝线74行进，直到所述合金反应或燃烧到达该丝线74的输出端76b以提供输出信号为止。下面描述例如丝线74这样的多层叠片丝线的制造。

[0087]图8示出细丝涂层网80，所述网80可由涂有镍的铝丝网制成。如本技术领域所知的，在涂敷镍涂层之前，可以对铝丝网涂敷锌的中间镀层。如果被火焰点燃，那么网80就将进行放热自维持反应。为了使该反应能够自维持(即，在没有氧的情况下或者在所述网接触惰性材料或完全由惰性材料覆盖时(例如被灌封在合适的灌注化合物中)发生反应)，丝网80自身折叠至少一次以提供双层，并且可以自身折叠两次以上以提供三层、四层等。延迟元件82(图8A)示出自身折叠以提供三层延迟元件的丝网80。

[0088]镍-铝反应不会跳过涂层中甚至最小的裂缝或间断。因此，如果希望产生蛇形延迟元件，那么多层涂层的衬底可以切割成齿状图样，从而迫使反应沿蛇形路径行进，因为所述反应不会跳过衬底中的狭缝或切口。或者，多层丝可被盘绕以提供延长的行进路径，例如蛇形路径。可以通过光刻或其它合适方法来施加蛇形图样。

[0089]图9示出了延迟元件84，该延迟元件84包括衬底86，该衬底86可由铝制成并且在图9所见的整个主要表面上设置反应性多层叠片68，该反应性多层叠片68在图9左手侧的一部分被去掉以示出铝衬底86。施加给反应性多层叠片88的高能输入I起动沿蛇形路径行进的合金化反应或燃烧以产生输出信号O。该蛇行路径由狭缝90限定，所述狭缝90在图示的实施例中横向地垂直于延迟元件84的纵轴设置。虽然在图示的实施例中所述狭缝90显示为具有很大的宽度，但是所述狭缝90可以更窄并且许多比图示更窄的狭缝可用于给定长度的延迟元件84。因此，狭缝90可具有不大于用于切割所述狭缝90的刀片或模具的宽度，因为已经发现合金化反应不会跳过甚至极窄的宽度。

[0090]图10示出了延迟管92，该延迟管92包括管状体94，为了图示的清楚，该管状体94在图10中被绘制成像是透明的。管状体94的相对端被塞96a、96b封闭，延迟元件84被接收在所述塞中，使其相对的最远端84a、84b从管状体94突出。管状体94可以是空心的或者可以填充灌注化合物。(同样适用于图7的管状体16。)

[0091]图11示出包括三个彼此叠置于其上的衬底100a、100b和100c的延迟元件98。开口102a和102b分别形成于衬底100a和100b的相对端处。所述衬底在其相应的顶部表面上涂有合适图样的反应性多层叠片，因此由高能输入I对衬底100a上的反应性多层叠片的起动将起动反应，该反应的行进路径TP由所标记的箭头指示。该行进路径将沿衬底100a行进，向下经过开口102a，随后沿衬底100b行进并向下经过开口102b，随后沿衬底100c的表面行进以产生输出信号O。合适的竖向空间或其它手段可用来维持衬底100a、100b、100c的对准，可提供向下连接器以使反应性多层叠片的向下通行开口102a和向下通行开口102b延伸至下一个相邻的衬底。

[0092]图12A示出了具有长度a的延迟元件126和具有长度b的延迟元件128。延迟元件126在其衬底上涂有反应性多层叠片，该反应性多层叠片具有比延迟元件128的燃烧速率更高的燃烧速率。

[0093]图12B示出了通过任何合适手段固定到延迟元件128的延迟元件126，延迟元件128重叠延迟元件126的四分之一长度(0.25a)。结果得到完成的或组合的延迟元件130，该延迟元件130具有0.75a+b的总长度并且表现出沿延迟元件126的暴露部分的燃烧速率比沿暴露的整个延迟元件128的燃烧速率更快。这样就获得了增加的燃烧时间，因此在高能输入I和输出信号O的时间之间获得增加的延迟。

[0094]在图12A和12B中，没有指示反应性叠片层的图样，在图12A中可见的延迟元件的整个表面可涂有反应性叠片层。或者，所述反应性叠片层可涂敷于蛇形、Z字形或其它合适图样的表面上。

[0095]反应性多层可直接被激波管的点燃所起动。已知传统的激波管提供大约1200至大约1800磅每平方英寸的信号脉冲，该信号以大约2000米每秒行进通过所述管。代替直接激波管起动的是，起火材料可用来接收激波管信号并起动多层箔的反应(特别是如果输入的“点燃”撞击衬底的边缘)。在这方面应当注意，输入信号(例如来自激波管的点燃)必须被引导至多层表面上，因为将激波管的点燃引导至多层双涂层元件的无涂层边缘将不会起动所述多层。

[0096]反应性多层材料不产生其自身的“点燃”，这样以便于从其传送输出信号，通常需要使用起火材料或者直接接触由延迟元件起动的烟火延迟导火线或引炸药。(或者用另一种方式来看，在这样的情况中，烟火导火线或输出引炸药提供所述起火材料。)

[0097]为了用于传统雷管，多层双涂层衬底的条带将具有等于或稍小于传统雷管壳体的内径的宽度，即255/1000英寸。一般地，本发明的延迟元件的宽度将在大约50/1000至255/1000英寸之间。

[0098]根据本发明的一个实施例的代表性延迟元件连接到提供输入信号的激波管。该输入信号然后由双涂层衬底传送至目标起爆器或其它装置。

[0099]任选地，为了测试目的，校准多层箔丝可与延迟元件一起使用。该校准多层箔丝类似于延迟元件来构造。通过起动所述校准多层箔丝并确定其反应速率，可以根据延迟元件条带具有与所述校准多层箔丝相同的反应速率来计算延迟元件提供的预期延迟间隔。使用从校准条带获得的延迟间隔信息，延迟元件可以准备改进的准确度和精度。例如，可以响应于延迟间隔信息来选择延迟元件中该延迟元件的有效长度。在一个实施例中，可以调整延迟元件中的反应性多层叠片的条带的相对端处的传递装药之间的距离。或者，如果从校准条带获得的速率数据表明延迟元件中计划的第一条第一反应性多层叠片将比计划施加更长的延迟，那么通过在所述第一条的中间部分和该第一条所连通的传递装药之间添加一段较快反应的第二条带，从而可以避开所述延迟元件中该第一条反应性多层叠片的一部分。本发明因此提供了调整延迟元件的预期延迟间隔，这种方式类似于询问电子延迟单元来确定所述电子延迟单元被正确地编程以提供期望的延迟周期。该能力极大地提高了延迟元件的延迟周期准确度和精度。

[00100]在另一个实施例中，考虑到将信号从一个层发送到下一个相邻层以产生延迟，通过将双涂层多层衬底彼此叠置成比如说三层，从而获得增加了延迟时间的延迟元件。通过适当定位的孔和/或帮助将反应信号从一个叠置衬底传导至下一个相邻叠置衬底的多层丝，信号可行进穿过所述衬底。

[00101]双向延迟元件，例如任一端都可以是输入端或输出端的延迟元件，可容易地由本发明的多层箔和网来制造。

[00102]延迟的定时可通过重叠如图13B所示的两个同轴对准的衬底来调整。因此，较快燃烧的衬底可与较慢燃烧的衬底配对，或者可以采用相等燃烧速率的衬底。衬底相对于彼此的重叠量提供了对延迟元件的总速度的无限调整。

[00103]图13示出丝线叠片104，该丝线叠片104包括核心丝线106，一个或多个反应性金属层已作为重叠层108镀在所述核心丝线106上。重叠层108可包括与核心丝线106的金属反应的单个金属层，或者可包括反应性金属的交替层。例如，核心丝线106可以是铝，重叠层108可以是单个镍层。或者，重叠层108可以包括镍和铝的交替层。如本文其它部分所述，许多另外的金属层可散布在镍和铝的交替层之间，以便帮助控制反应沿丝线叠片104的传播速率。

[00104]图14示出了多个图13的丝线叠片104，所述丝线叠片104编在一起形成反应性材料绳107。

[00105]虽然已经关于本发明的具体实施例详细地描述了本发明，但是应当理解，本发明具有其它的应用并且可以按所示实施例的众多变型来具体实现。

Claims (36)

1.一种延迟元件，所述延迟元件包括衬底，在所述衬底上设置有反应性材料，所述反应性材料选自包括以下材料的组：(a)至少两种不同材料构成的反应性多层叠片，和(b)由所述至少两种不同材料之一制成的丝网，所述材料之一涂有所述两种不同材料中的另一种材料层以构成涂层丝网，所述两种不同材料在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应，所述反应性材料具有起点和放点，所述放点与所述起点隔开以在其间限定沿所述反应性材料延伸的行进路径，从而当所述反应性材料在所述起点被热激励时，所述反应以取决于所述反应性材料的成分的传播速率沿所述行进路径传播，由此，所述反应从所述起点传播到所述放点所需的时间周期可通过控制所述反应性材料的成分和结构来选择。

2.根据权利要求1所述的延迟元件，其特征在于，所述两种不同材料包括镍和铝。

3.根据权利要求1所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料包括所述涂层丝网的两个或多个叠盖层。

4.根据权利要求1所述的延迟元件，其特征在于，所述涂层丝网包括涂镍铝丝。

5.根据权利要求1所述的延迟元件，其特征在于，所述衬底是铝衬底。

6.一种延迟元件，所述延迟元件包括衬底，在所述衬底上设置有反应性材料，所述反应性材料包括至少两种不同金属的层构成的反应性多层叠片，所述两种不同金属在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应，所述反应性材料具有起点和放点，所述放点与所述起点隔开以在其间限定沿所述反应性材料延伸的行进路径，从而当所述反应性材料在所述起点被热激励时，所述反应以取决于所述反应性材料的成分的传播速率沿所述行进路径传播，由此，所述反应从所述起点传播到所述放点所需的时间周期可通过控制所述反应性材料的成分和结构来选择。

7.一种延迟元件，所述延迟元件包括衬底，在所述衬底上设置有反应性材料，所述反应性材料包括一种金属涂敷另一种金属层而制成的丝网，所述两种不同金属在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应，所述反应性材料具有起点和放点，所述放点与所述起点隔开以在其间限定沿所述反应性材料延伸的行进路径，从而当所述反应性材料在所述起点被热激励时，所述反应以取决于所述反应性材料的成分的传播速率沿所述行进路径传播，由此，所述反应从所述起点传播到所述放点所需的时间周期可通过控制所述反应性材料的成分和结构来选择。

8.根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述两种不同材料是金属。

9.根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述两种不同材料包括材料对，所述材料对选自由铝/钛、铝/钴、铝/钯、铝/铂、铝/钌、硼/钛、锆/铝和镍/铝中的一种或多种组成的组。

10.根据权利要求1或权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，还包括位于所述反应性多层叠片上的彩色油墨，所述油墨通过放热反应而起作用，在所述反应性多层叠片上产生颜色变化，从而提供所述延迟元件已被起用的视觉指示。

11.根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述衬底具有第一主要表面和相对的第二主要表面，所述反应性材料设置在所述第一和第二表面上。

12.根据权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料限定从第一表面到第二表面的连续行进路径。

13.根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述行进路径的至少一部分被封在包围物内。

14.根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料限定蛇形行进路径。

15.根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料具有扁平带状构造。

16.根据权利要求1或权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，所述层中的每个单独层具有从大约10nm至大约100nm的厚度。

17.根据权利要求16所述的延迟元件，其特征在于，包括大约20至大约1000个所述单独层。

18.根据权利要求1或权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性多层叠片的总厚度在大约30μm至大约80μm之间。

19.根据权利要求18所述的延迟元件，其特征在于，包括大约20至大约1000个单独层。

20.根据权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，所述行进路径的至少一部分被封在包围物内，所述包围物沿所述行进路径的至少一部分覆盖所述反应性材料并接触所述反应性材料。

21.根据权利要求20所述的延迟元件，其特征在于，所述包围物沿基本上整个所述行进路径接触所述反应性材料。

22.根据权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料具有丝状构造。

23.根据权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料包括编织形成反应性材料绳的多种丝状构造材料。

24.根据权利要求22所述的延迟元件，其特征在于，所述反应性材料是开放式线圈。

25.一种延迟雷管，所述延迟雷管包括：具有封闭端和相对的开口端的圆筒形壳体；设置在所述壳体的封闭端处的输出爆炸装药；信号传输线，所述信号传输线从所述壳体内通过所述开口端延伸到所述壳体外，所述信号传输线在所述壳体内终止于其输出端；以及，密封所述壳体的开口端的衬套；以及

根据权利要求1、权利要求6或权利要求7所述的延迟元件，所述延迟元件使所述起点设置成与所述信号传输线的输出端传递信号通信，使所述放点设置成与所述输出爆炸装药传递信号通信。

26.一种制造延迟元件的方法，包括以下步骤：

(a)向衬底涂敷至少两种不同材料的多个叠盖的交替层，所述两种不同材料在被热激励后以放热自维持反应彼此进行化学反应；以及

(b)使该反应性材料构造成在所述衬底上限定用于传播所述反应的连续行进路径，所述行进路径沿着所述反应性材料从起点延伸到与所述起点隔开的放点。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括按限定所述行进路径的图样向所述衬底的表面涂敷所述反应性材料。

28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括向所述衬底的表面区域均匀地涂敷所述反应性材料，然后使所述衬底成形以限定所述行进路径。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括涂覆所述衬底的至少一个表面的全部，并将所述衬底分成多个衬底片段。

30.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述衬底具有两个朝向相反的主要表面，所述步骤(b)包括向所述衬底的这两个主要表面涂敷所述反应性材料。

31.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包括将所述衬底切割成多个衬底片段，所述衬底片段具有在其上的反应性材料并且包括相应的延迟元件。

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包括将所述衬底片段切割成蛇形图样。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，单独衬底片段具有纵轴和相对的第一和第二纵向边缘，所述步骤(b)还包括：横向于所述纵轴通过所述第一纵向边缘切割出第一系列间隔开的狭缝，所述第一系列狭缝的每条狭缝未到达相对的所述第二纵向边缘；以及

横向于所述纵轴通过所述第二纵向边缘切割出第二系列间隔开的狭缝，这些狭缝相对于所述第一系列狭缝中的狭缝是纵向交错的，每条狭缝足够地宽以停止所述反应的传播，由此，所述反应的传播被限制成沿着从所述起点至所述放点的蛇形行进路径行进。

34.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括使多个所述衬底叠置在彼此上方并沿着从一个衬底连续延伸到下一个叠置衬底的行进路径将所述反应性材料设置在所述衬底上。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，至少一些所述衬底在其中具有开口，所述反应性材料通过至少一些所述开口到达下一个相邻衬底。

36.根据权利要求1或权利要求6所述的延迟元件，其特征在于，包括多个叠置在彼此上方的衬底，所述反应性材料沿连续行进路径从一个叠置衬底延伸至另一个叠置衬底，至少一些所述叠置衬底在其中具有开口，所述反应性材料穿过所述开口。

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