CN1023511C - 用于无起爆药雷管的起爆元件 - Google Patents

Abstract

一种无起爆药型起爆元件，包括一含有猛炸药的密封包，具有一可用点火装置经任意选择的延期和传火的烟火药而点燃猛炸药的第一端，一用于传递爆轰脉冲的第二端和一个中间部分，在中间部分点燃的猛炸药能从爆燃转为爆轰。该元件中的猛炸药至少有一部分被改性，使之在低压时的反应速率增大。

Description

本发明涉及一种用于无起爆药型雷管的起爆元件。该元件包括一个含有猛炸药的密封包;以及该元件具有一个第一端，用于通过一点火装置来点燃所述猛炸药，还具有一个第二端，用于传递爆轰脉冲，再有一中间部分，在这一部分点燃的猛炸药能从爆燃转为爆轰。

雷管本身可作为爆炸装置，但通常用于点燃其它炸药。一般来说，它们有一触发信号的输入端，通常由电源或导火索产生的热能和冲击触发，以及含有猛炸药基本装药的输出端。在输入端和输出端之间，有一个用于可靠地将输入信号转变为基本装药爆轰的装置。在民用的雷管中，这通常由装有少量的靠近基本装药的起爆药完成，当受热或冲击时，该起爆药能迅速可靠地起爆。另一方面，在雷管的制造和使用中，高度敏感的起爆药需要严格的安全防护措施。起爆药不能大批量地运输，只能在每个雷管厂就地生产。除了生产少量的较高成本产品处，大多数起爆药的生产需接触有毒或危险物质。

在工厂里这种炸药必须以小批量进行处理和输送，并且必须在防爆装置后进行遥控压型。在运输和使用中，雷管产品中起爆药的存在是引起意外爆炸的潜在因素。在放起爆药的场地，任何故障、撞击、受热或摩擦都可能引起爆炸。起爆药还能吸收与之相邻的爆炸产生的冲击，并引起紧密排列的雷管的大量爆炸。由于这些原因，在雷管运输中要进行严格的规则管理。在使用场地也要采用类似的限制规则。

现正作出努力例如在基本装药中用危险性很少的猛炸药来代替起爆药。无起爆药雷管将使生产工序简化，允许包括空运在内的任意的运输，并且减少使用中的限制规定。例如允许钻孔和装药工序同时进行。

例如法国专利说明书2242899所述的爆发丝或爆发箔型式的点火装置受到瞬时大电流作用时，能产生足够强的冲击直接引起猛炸药的爆轰，由于需要昂贵和复杂的起爆机构以及与普通的烟火延期装置不相容，所以不适于民用。

如美国专利说明书3978791，4144814和4239004所代表的另一类无起爆药雷管，建议使用引燃后能爆燃的猛炸药，用以加速冲击器的盘部，以便以足够大的速度去冲击受体的猛炸药，从而引起受体炸药的爆轰。为了抵抗该冲击力，其包覆装置相当大且结构复杂，并且不完全可靠。

又如美国专利说明书3212439代表的另一类无起爆药雷管，利用猛炸药点火后能爆燃的性能，在一定条件下自然地将爆燃转为爆轰。这些条件通常包括数量相当大的炸药的严实密封，相对于传统起爆药雷管来讲这就增加了成本和体积。

概括地说，至少有两种情况使这些公知的无起爆药雷管未获商业上的成功。其一是需要很复杂的设计或需要严实的密封，既费材料又增加了生产成本，这时普通设备也不能使用。超出的体积相当于增加了成本，也转嫁给使用者。其二是即使用不同的无起爆药雷管的设计方案可能获得某些功能，但也很难达到起爆药雷管所具有的良好的起爆性能。而这种良好的起爆性能是顾客需要的，以避免处理未爆炸的炮眼装药的危险任务。

以上各方面的改进与满足局部需要是矛盾的。降低密闭性也可能将降低了功能的可靠性或至少限制使用时的装药量，这将增大生产上的废品率及控制的成本。简单和小型的能从爆燃到发生爆轰的雷管部件，可能需要更为复杂的点火装置以形成迅速及反复的爆燃。

美国专利说明书4727808揭示了一种新型的基于猛炸药从爆燃转为爆轰的无起爆药雷管。该产品能使用多种常规点火装置点火，能用常规雷管设备制造，可装入普通雷管壳体内，并且猛炸药的装药只需稍加密封就能可靠地起爆。然而起爆的可靠性需要进一步改善。特别是在极端条件下。

本发明的主要目的是提供一种避免了至今所使用装置的缺点的无起爆药雷管的起爆元件。更具体地说，本发明的一个目的是提供一种在爆燃转为爆轰过程中高度可靠的元件。另一个目的是在极端条件下要达到高度可靠性。再一个目的是当使用简单的主要为加热的常规起爆装置时，保证元件中的猛炸药迅速可靠爆燃。本发明进一步的目的是在相对少量的猛炸药中形成爆燃和爆轰。本发明还有一个目的是提供一种体积小，设计不复杂的起爆元件。 再有一个目的是起爆元件及包括起爆元件的雷管能以低成本用制造起爆药雷管的普通设备来制造。

这些目的的实现有赖于所附的权利要求的特征，即至少有一部分猛炸药被改变性质，使之在低压时的反应速率增大。

在该元件中应用燃烧催化剂来改变一种多孔的猛炸药，就能使反应过程中的关键阶段选择性地增加反应速度。一般地说，燃烧催化剂在低压时，对反应速度影响最大，这时反应物的气相传递决定了整个反应速度的大小，就本发明的目的而言，可利用这种性质限定反应加速到爆燃或接近爆轰的关键性的第一阶段，如果这一阶段太长，其间所受的压力可能在反应发生之前毁坏雷管结构并使下一过程停止。按本发明方案而使该阶段缩短就能使密封包体积减小，限制了猛炸药柱的实际长度和宽度，允许密封包上有较大的开孔。例如，一般来讲，便于点火或改善可靠性及取消多余结构。燃烧催化剂的添加剂也使反应温度变化关系变平缓，从而使雷管的可操作温度范围显著变宽。添加催化剂的作用降低了在猛炸药中维持线性和平稳燃烧的最小压力级，否则可能达不到大气压力，这就降低了在点火装置及延期装置中产生压力的要求，并可使用单纯的加热元件。在起爆装置本身引起雷管损坏及气体漏出的情况下，也能期望完成全部功能。再有，在猛炸药装药中，据观察催化剂改善了贮存稳定性及传导性。

在元件中将猛炸药改为粒状晶体颗粒的形式，其意义在于改进了装药的点火性质。粒化的颗粒使具有很大比表面的多面化的细小结构暴露在点火装置中，促进了迅速点火而不需要点火装置的持续加热。颗粒状材料的气孔性便于初级点火点的横向传播，从而成为一个稳定的平面对流前锋。如上所述，这些性能用于消除持续很长的多变的点火阶段，也能使起爆时间精确并使雷管更为完善。在制造中，粒状材料随意流动的性质便于配料和压制，其可压缩性使之能形成从起点向前逐渐增大的最佳的密度梯度。根据一最佳实施例，猛炸药的第一部分用于点火目的而选择的粒状材料，第二部分为获得高反应速率而选择细晶状材料组成，后一种结构可形成高密度、很陡的梯度变化以及使装药的整体性更好。根据所述，它们共同配合或与燃烧催化剂结合，在可靠性方面取得了显著进展并得以利用。

从下文的详细描述中能明显的看到本发明进一步的目的和优点。

当需要按所公开的方法影响猛炸药的反应模式时，例如在本文开始所述的各种雷管的设计之中，这里讨论的原则都可以应用。然而最好是依据从爆燃转化到爆轰的机理（DDT）将所选的原则与特定类型的无起爆药雷管联系起来，在适当条件下，这依赖于猛炸药由爆燃自然转化为爆轰的能力。本发明主要是结合该种形式结构的元件来进行描述。

起爆药与猛炸药的区别是公知的，并在该技术领域中广泛应用。对于实际用途来讲，起爆药可解释为这样一种爆炸物，体积仅有几立方毫米的该种物质，用火焰或传导热量激发甚至无需任何密封就能完全爆炸。在相似条件下猛炸药不会爆炸。一般来说，猛炸药用火焰点火或传导加热仅在下列情况下能够爆炸，即炸药的数量很多时或在密封严实情况下，如在厚壁的金属容器中时，或者位于两块硬金属表面之间而受冲击时。起爆药有例如：雷汞、斯蒂芬酸铅、叠氮化铅、二硝基重氮酚或者它们的两种或多种混合物，和/或其他类似的物质。猛炸药的典型例子是季戊四醇四硝酸酯（PETN），环三亚甲基三硝胺（RDX）。环亚丁基四硝胺（HMX）、三硝基苯甲硝胺（特屈儿）及三硝基甲苯（TNT）或它们类似的混合物和/或其它类似物质。

就本发明目的来说，上述任何猛炸药均能使用，尽管宁愿选择更易点燃和起爆的猛炸药，特别是RDX和PETN或其混合物。起爆元件的不同部分可能含有不同的猛炸药。假如元件大致分成爆燃部分和爆轰部分，但须转变点的准确位置能变化并且该部分划分不须与元件中的实际结构相关，则至少在爆燃部分宁愿使用更容易点燃和爆轰的炸药，而在爆轰部分则可更随意地去选择炸药。

除了据本发明制造的特殊添加剂之外，通常的添加剂包括诸如高氯酸钾或者金属如铝、锰或锆的粉末。用来改变灵敏性和反应性质。

本发明的一个最佳实施例体现了在元件中用燃烧催化剂使猛炸药发生变化。添加剂的主要用途是在低压时影响反应速度。例如压力达到大约为200巴，最好是约在500巴或甚至达到1000巴。在这些压力范围内，反应速率近似遵从Vieille方程式r＝AP^N，其中r是垂直于燃烧面的燃烧速率，P是 压力，N是压力指数，A是速率常数。

为了促进迅速形成一个稳定线性燃烧的前锋，在所述压力范围中需要的效应是反应速率的总的增加，表现为速率常数A的增加，例如至少增加10%，至少增加50%为较好，至少增加100%为最好。在通常大气压下，为维持稳定线性的燃烧，充分高的组合物的恒定的反应速率是适合的。另一个所需要的影响因素是提高与压力的相关性，使反应速率随密封包中的压力增加而迅速变化，以使初始反应急速加快。为此，在所考虑的压力范围内，作为线性接近程度度量的压力指数N应当明显地大于零，大于1更好，大于1.5最好。换句话说，添加催化剂不能降低未加催化剂时的猛炸药的压力指数才行，较可取的是使该指数值至少增大10%或至少增大50%更好，100%以上最好。还有一个所需要的因素是增加低温时的反应速率。最好从总体上减小反应速率对温度的依赖关系，以便获得在不同操作温度时可靠的和可重复的性能，温度关系可表示为dA/dT，其中A表示速率常数，T表示温度，当加入催化剂时，能降低至少10%，至少降低50%更好，降低100%为最好。

很多种化合物可用来达到上述效果，并且本发明不限制任何特殊的化合物或化合物的组合物。就本发明的目的来说，评价催化剂的适用性的一般方法是，在用于猛炸药的Vieille方程中分别确定加入或不加入催化添加剂时的常数A和N，并且观察所获得的改善效果。在研究时一个标准测量方法是在一个体积足够大的密闭加压的从而在反应中足以近似保持常压的容器中燃烧该组合物，测量反应时间并得出在那种压力下的反应速率。在对数图表上绘制几条反应速率相对于各自压力的曲线，可得出标准压力下常数A的数值和基于速率相对于压力的斜率而求出常数N的数值。这种情况下曲线近似为一条直线。使组合物处于几种不同的初始温度情况下，重复这些测量可确定温度函数。用这种方法按上述步骤可对任何要选择的催化剂的固有特性作出评价。

推进剂技术领域对各催化剂均有研究，增加反应速率通常是其部分目的，尽管不是主要目的。这里结合参考美国专利说明书3033718和大量的后来专利，这些专利公开了某些推进剂催化剂的组合物。这些催化剂的组合物可用于前述场合或经过上述方法筛选后加以利用。与推进剂不同，对于完成本发明的目的来说，炸药中反应速率无限制的增加是一个优点，本发明涉及的所述常数A和N的数值提高和为了扩大燃烧面而使其呈多孔状是采用的典型措施。

催化剂例如碳、冰晶石、金属化合物如铝或锰、或最好为重金属诸如铁、钴、镍、汞、银、锌或者特别是铅、铬和铜的化合物。金属的有机化合物也可选用。这些化合物通常以多种方式影响反应模式，但作为一种非限定性的意见认为碳粉能增加常数A的数值，冰晶石可降低温度依赖关系，而金属化合物可能影响常数A或N。催化剂混合的综合效果较好。

所需要的催化剂和炸药的均匀混合物可以这样制得，用催化剂溶液或悬浮液处理炸药晶体，但最好是干燥搅匀这些组分，两者都要像对粒状材料所作的以下描述中那样加工成细小粒状。催化剂的用量通常很小，例如为混合物重量的0.1%至10%之间，最好在0.5%至5%之间。

本发明元件的最佳实施例表现在使猛炸药改变为特殊的粒状形式。这些颗粒是由多个初级微粒以其固有的内聚力和机械应力聚集形成的。

猛炸药的初级微粒应具有细粒化的微粒尺寸，以便在点火和初期爆燃阶段露出大面积的比表面于气相之中。重量平均的粒度应小于100微米，小于50微米较好，甚至小于20微米最好。非常小的微粒可能导致形成过密的颗粒，因此重量平均粒度以超过0.1微米为好，但为减少生产上的问题，也可使其超过1微米。任何形式的初级微粒都可使用。尽管以单个晶体或仅仅几个晶体的集聚为好。根据实践已知，为了回收窄尺寸分布的产品，适用的初级微粒可由磨细较大的微粒或者最好由溶液中析出而得到。

不同的方法能用来集聚初级微粒使其成为所需要的尺寸和形状的簇状物或小细粒。初级微粒能完全团聚而不用粘结剂，它是由不溶解微粒的溶剂的悬浮液形成的湿团块经成型和干燥后而制成的。添加粘合剂至悬浮液中可改善微粒之间的最后附着力。适用的粘合剂是在悬浮液介质中可溶或悬浮的聚合物，诸如聚乙酸乙烯酯，聚甲基丙烯酸酯或聚乙烯醇。如果自爆炸或自反应的化合物诸如聚硝酸乙烯酯或硝化纤维素被选为粘合剂，粘合剂被炸成 碎片的影响则减小。在不溶解猛炸药的溶剂中可加入适当的可溶粘合剂，如乙酸乙酯。为保持分散能力和在以后生产过程中加力压制微粒成型，粘合剂用量应保持很少。适宜的粘合剂用量应是粒化产品重量的0.1%至10%之间，最好为1%至5%，颗粒的尺寸和形状可用仔细研磨干团块或使其过筛来选择，后种方法可制成细长粒。另一方面，同时干燥和搅动将形成尺寸受控制的圆形细小颗粒。按重量平均的粒度在10至2000微米之间，但是最好在100至500微米之间。不能再现元件的状况是由过大的微粒引起的，而太小的颗粒可能造成不足的装药气孔率。

如果将所选择特定添加剂（通常的添加剂或前述的催化剂）放入装药中，为使自由表面更密实它们最好是通过形成初级微粒团块一部分的方式而包含在颗粒化材料之中，尽管可想见的是也可将添加剂分开加进药基中，或者使其包含在初级微粒自身之中。

正如上文所指示的，所述爆炸材料是以猛炸药密封包的形式包括在起爆元件之中的，该起爆元件具有由点火装置经任意延期或传火的烟火药而点燃炸药的第一端;一个传送爆轰脉冲的第二端;以及一个中间部分。在这一部分点燃的猛炸药从爆燃转为爆轰。这里结合参考了前面提及的美国专利说明书4727808公开的所选择元件的一般设计。

该元件将包括起爆装药，其中反应速度能加速至爆轰或接近爆轰的速度，该装药含有改性了的猛炸药，以获得所述的优点。起爆装药部分最好靠近元件的第一端，即该部分能被点燃，且主要处于低压区，大约低于约500巴，并包含本发明的材料。起爆装药的其余部分，即接近元件第二端的部分，最好是少含或不含改性了的猛炸药，并且如上文所述的理由最好包含或由结晶材料组成。如对粒状材料所作过的讨论，适宜的结晶材料可具有同样的尺寸。再有，这部分最好少含或不含燃烧催化剂。这两部分炸药的重量比范围在1∶5和5∶1之间较好，最好在1∶2和2∶1之间。

起爆装药的总压制密度为所用炸药结晶密度的50%至90%之间范围较好，最好是在所述密度的60%至80%之间。较好的起爆装药具有从第一端向前增加压制密度的变化梯度。最好是沿装药长度方向其变化梯度为非线性并加速增大。位于低密度端的密度可为晶体密度的10%至50%之间，最好在20%至40%之间，位于高密度端的密度在60%至100%之间，最好在70%至95%之间。所需的密度分布可由逐渐增加装药的压制力而获得。然而，最好是全部起爆装药实际上能在一步压制工序中形成。如果在反方向施加压力。这将导致密度梯度的增加。无论使用哪种方法，所提供的粒状材料在压制和颗粒局部粉碎下将促进形成高孔率的低密度的装药端，以及逐渐加大密度。在高密度端的装药中最佳性质和最陡斜梯度是由于装药中包含较多的结晶材料而造成的。

足够长度的及按以上描述所形成的起爆装药将使猛炸药完成从爆燃到爆轰的转变，从而使元件传送爆轰脉冲。起爆炸药的高密度端与上述元件第二端相一致。如果按照上述美国专利所选的实例，在炸药材料顺序中，中间装药布置在起爆装药和第二端之间，或者在起爆装药之后，就能使一般较小的起爆元件的可靠性获得改善。从反应方向观察，将在起爆装药和中间装药之间的分界处出现压制密度的下降，与起爆装药的平均密度相比，中间装药的总密度最好较低。中间装药的平均密度可为所用炸药的结晶密度的30%至80%之间，最好在所述密度的40%至75%之间。与起爆装药相同，在中间装药中朝输出端方向其压制密度的梯度最好增加。可用逐渐压制的方法来控制密度，但用一步工序的方法便于制造并得到均匀的梯度，所选的方法是迫使含有起爆装药开口的元件朝向中间装药中的猛炸药的底座。为促使所需密度分布的形成。以及因为该处的反应速度认为过高，以至不能受益于燃料催化剂或粒状材料，所以这种炸药最好含有所述的结晶材料或由所述的结晶材料组成。

还有，根据上述参考资料，为保持装药和促进不同性质爆轰的转变，在起爆装药和中间装药之间的分界上最好设有一个薄壁，薄壁最好用金属，其厚度小于1毫米甚至小于0.5毫米;为便于穿透，薄壁上可开一个孔或用于形成孔的凹槽。该薄壁可与元件本身形成一整体，但最好是一单独的盖或盘。它应比元件内缘稍大一点，以便在整个工作条件下保持稳固，并最好用压制方法插入而与起爆装药连接。

目前，元件的主密封包至少将封装起爆装药，最好也封装中间装药。该密封包可以是一个牢固材 料诸如钢、黄铜或铝制的基本为圆柱形的管，其壁厚小于2毫米甚至小于1毫米，直径可小于15毫米或小于10毫米并能与雷管壳体的尺寸相配合。

然而，在密封包的第二端可能包括一些轴向的附加密封件，这些密封件是不必要的，最好省略。但是除第一端径向密封外，最好轴向也密封，以便在反应中的关键的第一阶段迅速地建立起压力。对这一目的来说，能限制反应的气体泄漏的任何结构都是有效的，来自烟火药特别是延期药的不能透过的溶渣柱体，可用于这一用途。当使用延期药元件时，它们最好有一个比起爆装药的猛炸药柱体窄得很多的反应物柱体。任选的延期药、传火药或其他组合物能置于元件的主密封包的实际端限之内或之外。另一方面，轴向密封包也可包括一薄壁，它可以是单独的，但是最好与主密封包构成一体。第一端可完全封闭。在这种情况下包括点火装置在内的设备必须处于该封闭装置之内，使诸如加热或撞击装置能越过封闭的薄壁点火，或者是设置一个活门，使之仅允许向前传送信号和使气体流过。然而在第一端密封处最好开有一个洞，以便用普通点火装置时能简化点火;当采用本发明的原则时，压力损失是允许的。这个洞可直接开在元件第一端，与起爆装药相邻，或者开在插在元件第一端和点火装置之间的任何烟火装置上。

尽管元件被描述成一种圆柱形结构，很明显，其它具有相应强度性质的密封形式均包括本发明的范围之内。

由上文所述的理由，在反应链中位于元件第一端之前某处点火装置可很随意地设计和选择。任何常规形式都能使用，诸如电点火药头、安全导火索、导爆索、低能导爆索、低能导爆管、（例如注册商标为NONEL）、爆发箔或爆发膜、通过光导纤维传送激光脉冲、电子装置等等。但还是主要用热引发装置为好。

在这里概括的元件，可作为独立的爆炸装置而用于各种目的，或者可包括在点火器、雷管、底火等之中。然而该元件原则上用作民用的雷管、它通常是一个中空的管，其一端有猛炸药的基本装药，在相对的开口端装有或供插入所述点火装置，并有一个中间部分，该中间部分至少含有一起爆装置以及还可含有任选的延期或传火的部件。在这种雷管中，本发明的起爆元件构成了起爆装置，以便将开始的低速信号转换成能使基本装药爆轰的起爆信号。用起爆药的普通起爆装置可简单地用本发明的元件替换，其第二端面对着基本装药，它具有任选的中间装药;其第一端面对着点火装置，也具有任选的中间装置。该元件可与雷管壳体的管子密封成一体，但最好是以单独的构件而插入到管子中。为此目的，元件的外表面应与管子的内表面配合。

所述型式的雷管是这样制成的：在雷管壳体的管子底部分别压制基本装药，接着插入所述元件使之与基本装药相邻，尽管用元件压制基础装药也是可能的。在元件上面可任意插入一延期元件，在延期元件与起爆元件之间最好放入一点火或传火的烟火药。点火装置插在壳体管子的开口端，并用设有触发装置的塞子密封，触发装置如导爆管或电线由此延伸。

本发明的雷管可用于任何传统的雷管领域，尽管其改善了的可靠性和安全性被认为可进一步扩展到新的具有竞争性的领域中使用。

通过以下实例可进一步阐明本发明，本发明并不限于这些范例。

例1

PETN的粒状产品是通过在实验室球磨机上用8小时湿磨200克PETN的粗结晶而制备的。该结晶体从水中分离出并在70℃温度下干燥过夜而获得的。结晶尺寸在2至20微米之间，约3克聚乙酸乙烯酯溶于约100克乙酸乙酯中，并将该溶液加入至结晶体中。获得的浆状物用35目筛子加压过筛，并且将获得的细长颗粒在70℃温度下干燥过夜。过大过小的微粒被筛选除去，所获颗粒尺寸约为2毫米×0.5毫米。

已制成一种低碳钢材料的深冲压成型的起爆元件，其长度为23毫米、外部宽度6.4毫米，壁厚0.6毫米。元件的一端收缩，留有2.5毫米的孔。将大约300毫克的含有氧化铅、硅和粘合剂的延期烟火药用大约2500牛顿力压进元件收缩端。大约280毫克的上述粒状材料装入元件中的延期装药的上面，并用大约1400牛顿力压制，将一个铝盖同时压入元件的压销与装药之间，铝盖厚约0.3毫米，并有一厚度约0.1毫米左右的中央凹槽。起爆装药的炸药的平均密度约为1.25克/立方厘米。

一种雷管，其壳体长74毫米，外径为7.5毫 米，封闭端装入约700毫克的按比率95/5的RDX/石蜡的基本装药，并用3000牛顿力将其压制为约1.5克/立方厘米的最后密度。大约200毫克的粒状材料疏松地装入壳体中基本装药上面，且由起爆元件受力而被压制。起爆元件的装有盖的开口端朝向基本装药。在基本装药和起爆装药之间，用约800牛顿力使中间装药的最终密度达到约1.0克/立方厘米。

一个标准的电点火药头密封地插入到雷管壳体开口端上，在1000个如此制备的雷管中，当击发时，995个能正常地爆炸。

例2

首先将例1中所述类型结构的起爆元件中装入所述的延期药。然后将如例1中所述的140毫克的粒状材料和具有约200微米微粒尺寸的140毫克的PETN晶体装入到延期装药的上面，并且用所述铝盖压成具有同样最终的平均密度。至于在基本装药与起爆装药之间的中间装药，使用200毫克如上所述的同样的结晶材料。与例1中一样，雷管制成1000支，击发时无一失效。

例3

从普通结构钢的标准管切成的、并两端开口的准备好的起爆元件长17毫米、直径6.4毫米，将所述的140毫克粒状材料和140毫克结晶材料装入元件中并用盖压成如例2中的大致相同的最终密度。元件被压入雷管壳体中，壳体内有基本装药和疏松的炸药形成了所述的中间装药。插入元件以后，约100毫克的传火药装在元件上面，并且将长9毫米内径3毫米的装有如例1所述的相同组合物的延期元件，用约2000牛顿力压到起爆元件上，将一个Nonel（注册商标）低能导爆管密封地插入到雷管壳体端部的开口中。击发4000支此种雷管无一失效。

例4

如例1所述而制备的粒状产品，其区别在于研磨前加入到200克粗PETN中的是约2克硬脂酸铅、1克三氧化二铬、1克冰晶石钾和0.2克碳墨。按例1所述将这种混合物磨碎或使之成粒状。

如例2所述制备的备好的雷管，但是用Nonel（注册商标）作为点火装置，在负30℃温度下击发18支雷管，无一失效。

例5

按例4准备的雷管，但用例1所述的粒状产品来替换例4所述粒状材料，在负30℃温度下击发雷管。18支雷管中有2支失效。

例6

按例1所述的粒状材料和例4所述的粒状材料放在一平面上形成两个单独的随意放置的高约2毫米的导火索。两股索均用热火焰点燃。例1所述材料在无火焰支持情况下不能燃烧，而例4所述材料点燃后能稳定燃烧到线股的末端。

Claims (25)

1、一种无起爆药型的起爆元件，包括一含有猛炸药的密封包，它具有一个第一端，适于用点火装置经任意选择的延期及传火的烟火药而点燃猛炸药；一个第二端，适于传递爆轰脉冲；以及一个中间部分，其中猛炸药在点燃后能从爆燃转变为爆轰，其特征在于，其中至少有一部分猛炸药被改性成为粒状炸药结晶颗粒，以形成多个初级微粒，和/或用加入反应催化剂使其改性，使之在低压时的反应速率增大。

2、根据权利要求1所述的元件，其特征在于，用反应催化剂使猛炸药改性。

3、根据权利要求2所述的元件，其特征在于，所述催化剂的重量是混合物重量的0.1%至10%。

4、根据权利要求2所述的元件，其特征在于，所述催化剂是一种粉末。

5、根据权利要求2所述的元件，其特征在于，所述催化剂通过形成初级微粒团块一部分的方式而合并入粒状猛炸药内。

6、根据权利要求2所述的元件，其特征在于，所用的催化剂是碳、冰晶石或诸如铝、锰、铁、钴、镍、汞、银、锌或者特别是铅、铬和铜的金属化合物。

7、根据权利要求1所述的元件，其特征在于，所述猛炸药包含由多个初级微粒形成的粒状猛炸药。

8、根据权利要求7所述的元件，其特征在于，所述粒状猛炸药结晶材料的重量平均颗粒尺寸在0.1至100微米之间。

9、根据权利要求7所述的元件，其特征在于，所述粒状材料含有用于猛炸药结晶的粘合剂，其重量占粒状材料重量的0.1%至10%。

10、根据权利要求7所述的元件，其特征在于，所述猛炸药颗粒的重量平均颗粒尺寸在10至2000微米之间。

11、根据权利要求1所述的元件，其特征在于，已改性的猛炸药位于邻近元件第一端的区域，而很少改性的或没有改性的猛炸药的装药布置在相邻第一端与第二端区域之间。

12、根据权利要求11所述的元件，其特征在于，所述具有很少改性的或没有改性的猛炸药的区域包括粉碎的粒状材料。

13、根据权利要求11所述的元件，其特征在于，所述具有很少改性的或没有改性的猛炸药的区域包含诸如单个晶体或仅仅几个晶体集聚的结晶材料。

14、根据权利要求1所述的元件，其特征在于，对于相邻于第一端的起爆装药和在起爆装药与第二端之间的中间装药，元件的划分是这样的：从起爆装药到中间装药，两部分装药是被逐渐下降的压制密度分开的。

15、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述起爆装药含有与第一端相邻的改性的猛炸药，和相邻于中间装药的诸如单个晶体或仅仅几个晶体集聚的结晶材料。

16、根据权利要求15所述的元件，其特征在于，所述改性的猛炸药与所述结晶材料的重量比是在1∶5至5∶1之间。

17、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述起爆装药中压制密度的梯度，按照从第一端到第二端的方向增加。

18、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述起爆装药的平均压制密度为所用炸药的结晶密度的50%至90%。

19、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述中间装药含有诸如单个晶体或仅仅几个晶体集聚的结晶材料。

20、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述中间装药中的压制密度的梯度，按照从第一端到第二端的方向增加。

21、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述中间装药的平均压制密度为所用炸药的结晶密度的30%至80%。

22、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，在起爆装药和中间装药之间的分界处布置了一个薄壁。

23、根据权利要求14所述的元件，其特征在于，所述薄壁是一个和所述密封包分开的但粘附在其上的盖或盘。

24、根据权利要求1所述的元件，其特征在于，它含有猛炸药PETN或RDX或两者都有。

25、根据权利要求1至24任何之一所述的元件，其特征在于，当将其用于无起爆药的导爆管式雷管时，包括有相邻于该元件第二端的猛炸药的基本装药和相邻于该元件第一端的点火装置和任选的延期和传火的烟火药。