CN108151593A - 一种利用微波起爆的雷管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雷管，更具体地说是利用微波起爆的雷管，尤其涉及一种利用微波点燃四次药进行起爆的雷管，属于含能材料领域。与传统雷管相比，除四次药成分不同外，对雷管的装药结构无特殊要求。按重量份数其四次药主要由下述组成：点火药50‑80份，钝感剂2‑15份，导电聚合物20‑40份。在实际制作时其四次装药皆按照现有技术完成，在最后封装阶段，直接塞入橡胶塞并卡口封死。本发明对静电、辐射、磁场和冲击等环境中常见的因素不敏感，且具有很好的防水和抗压性能，同时，利用微波实现了雷管的无线起爆，可应用于复杂极端环境下的工程爆破或导弹起爆等军事领域。

Description

一种利用微波起爆的雷管
技术领域
本发明涉及一种雷管，更具体地说是利用微波起爆的雷管，尤其涉及一种利用微波点燃四次药进行起爆的雷管，属于含能材料领域。
背景技术
雷管作为钝感炸药的起爆体，被广泛地使用在军事、高技术领域和民用工程中。雷管装药结构一般由四次装药组成，雷管内腔底部分别是一次装猛炸药、二次装猛炸药、三次装猛炸药，密度依次降低，四次药为起爆药或激发药，通过引爆四次药，实现雷管中前三次装药的燃烧转爆轰过程。按四次药的种类分为有起爆药雷管和无起爆药雷管,按起爆方式可分为电雷管、导爆管雷管、数码电子雷管和激光雷管等。现有的起爆方法主要有导爆管式、导爆索式、电气式、电磁诱导式、超声波式和激光式。
然而，在爆破工程实践中，导爆管式和导爆索式雷管经常会由于导爆索或导爆管的断裂而出现盲炮；激光式雷管起爆需要借助光纤，不仅爆破成本高且光纤容易折断，雷管容易发生拒爆；电气式、电磁诱导式、超声波式雷管等对电能、辐射能和机械能等很敏感，容易发生误爆，不适合在强静电、强辐射、强磁场和强冲击等环境中使用。现有雷管起爆技术经常因接触式起爆媒介(如：导爆管、光纤等)的影响而发生拒爆，同时又容易受到外界环境刺激发生误爆，其起爆可靠性和安全性有待改善。
文献《由无线电微波直接加热引爆的电雷管及其引爆装置》(熊世渊，中国兵工学会民用爆破器材学会起爆器材学组第三次学术交流会，1985)介绍了一种利用无线电微波直接加热雷管发火元件，雷管的结构除了外装一个小型的天线外，和普通电雷管基本相同。文献《微波无线起爆系统的研制》(鲍爱华，王桂林，世界采矿快报，1993)中论述了一种微波起爆系统，该系统大致由振荡、发射、接收三部分构成，所用微波频率为2.45GHZ振荡器输出单一脉冲波，由发射天线向起爆对象的岩面均匀照射，无线雷管被微波照射后起爆。美国阿拉巴马大学王家来在其专利中《NOVEL NANOCOMPOSITE FOR SUSTAINABILITY OFINFRASTRUCTURE》(专利号：US 2011/0223343A1)介绍了一种利用微波生成碳纤维的方法，通过在聚吡咯的表面附着二茂铁，在微波的作用下聚吡咯的表面瞬间能产生1000℃以上的高温，从而使二茂铁分解生成碳纤维。该研究表明，微波可以使聚吡咯瞬间产生1000℃以上的高温。
至今，未发现只需改变四次药配方，就可以实现微波起爆雷管的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，目的在于提供一种利用微波起爆的雷管。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种微波起爆雷管，其特征在于四次药能够被微波点燃，然后发生燃烧转爆轰反应依次引爆前三次猛炸药装药，与传统雷管相比，除四次药成分不同外，对雷管的装药结构无特殊要求。
一种微波起爆雷管，其四次药主要由下述重量份数组成：点火药50-80份，钝感剂2-15份，导电聚合物20-40份。
优选地，按重量份数主要由下述组分组成：点火药60-70份，钝感剂5-10 份，导电聚合物25-35份。
优选地，按重量份数主要由下述组分组成：点火药65份，钝感剂8份，导电聚合物27份。
优选地，所述微波起爆雷管四次药的制备方法，具体步骤如下：
St1：将点火药和钝感剂按一定质量比混合后，加入到钝感剂溶剂中搅拌至钝感剂溶解完全，然后放到真空干燥箱中干燥60-90分钟，干燥箱的温度控制在 45-60℃，制得钝感剂包覆的点火药。
St2：将钝感剂包覆的点火药与导电聚合物按一定质量比混合均匀，从而制得可以利用微波点燃的雷管四次药。
优选地，所述St1中，所述钝感剂为石蜡、硬脂酸、氟橡胶中的一种。
优选地，所述St1中，所述钝感剂溶剂为汽油、石油醚、酒精、乙醚、四氯化碳、四氢呋喃中的一种。
优选地，所述St1和St2中，所述点火药为激发药或起爆药，激发药为细RDX、 KClO3和硫化梯三种物质按一定比列混合，起爆药为硝基重氮苯、二硝基重氮酚、硝基重氮苯高氯酸盐、叠氮化铅、叠氮化银、三硝基三叠氮苯、四氮烯、硝基唑、 5’-重氮胺基四唑、苦味酸铅、斯蒂酚酸铅中的一种。
优选地，所述St2中，所述导电聚合物为聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔中的一种。
一种微波起爆雷管，在实际制作时其四次装药皆按照现有技术完成，在最后封装阶段，直接塞入橡胶塞并卡口封死。
本发明采用上述技术方案具有的有益技术效果：
1.本发明中微波起爆雷管的四次药含有导电聚合物，该类物质只有在微波作用下才会瞬间产生高温从而引燃四次药，而对静电、辐射、磁场和冲击等环境中常见的因素不敏感，而微波在自然情况下很少见，通常只有通过微波发生器才能产生，因而该雷管安全性更高。
2.本发明中的微波起爆雷管尾部用橡胶塞直接封死，因而具有很好的防水和抗压性能，同时，利用微波实现了雷管的无线起爆，可应用于复杂极端环境下的工程爆破或导弹起爆等军事领域。
3.利用微波起爆的雷管，无需借助导爆管、导爆索、光纤等传爆媒介，有效避免现有雷管起爆技术因接触式起爆媒介断裂而发生拒爆，提高了雷管的起爆可靠性。
4.本发明只需对雷管四次药的成分进行调整，适用于有起爆药和无起爆药雷管，加入的导电聚合物价格低廉，且对雷管的装药结构没有特殊要求，因而适合应用推广。
附图说明
图1是起爆药雷管的结构示意图，图1中1是橡胶塞，图1中2是雷管外壳，图1中3是四次药，图1中4是三次药，图1中5是二次药，图1中6是一次药。
图2是无起爆药飞片雷管的结构示意图，图2中1是橡胶塞，图2中2是雷管外壳，图2中3是四次药，图2中4是形成飞片的内帽，图2中5是三次药，图2中6是二次药，图2中7是一次药。
具体实施方式：
以下通过具体实施例对本发明做进一步解释说明，但并不构成对本发明的任何限制。
实施例1：
含起爆药微波起爆雷管：该微波起爆雷管四次药中起爆药、钝感剂和导电聚合物的质量比为62％:8％:30％。
含起爆药微波起爆雷管四次药的制备方法，具体方法步骤如下：
St1：将起爆药斯蒂酚酸铅和钝感剂石蜡按质量比混合后，加入到钝感剂溶剂汽油中搅拌至钝感剂溶解完全，然后放到真空干燥箱中干燥60分钟，干燥箱的温度控制在55℃，制得石蜡包覆的斯蒂酚酸铅。
St2：将石蜡包覆的斯蒂酚酸铅与导电聚合物聚苯胺按质量比混合均匀，从而制得可以利用微波点燃的雷管四次药。
如图1所示，在雷管管壳内有第一、二、三、四次装药，最下面的是第一次装药层(图1中6)，炸药是黑索今(RDX)，装药量0.3g，压药密度1.6g/cm3；第二次装药(图1中5)的炸药为RDX，装药量为0.3g，压药密度为1.0g/cm3；第三次装药是散装药层(图1中4)，炸药为RDX，装药量为0.3g，装药密度为0.7g/cm3；第四次装药是石蜡包覆的斯蒂酚酸铅与聚苯胺的混合物(图1中3)，装药量为0.4g，装药密度为1.5g/cm3。装好药后，塞入橡胶塞(图1中1)并卡口封死，即可制得含起爆药微波起爆雷管。
利用智能爆速测量仪，对该含起爆药微波起爆雷管的秒量进行了测试记录，实验结果如表1所示。
表1含起爆药微波起爆雷管秒量测试
实施例2：
无起爆药微波起爆飞片雷管：该微波起爆雷管四次药中激发药、钝感剂和导电聚合物的质量比为65％:10％:25％，其中激发药由细RDX、KClO3和硫化梯按质量比45％:45％:10％混合后制得。
无起爆药微波起爆飞片雷管四次药的制备方法，具体方法步骤如下：
St1：将激发药和钝感剂硬脂酸按质量比混合后，加入到钝感剂溶剂酒精中搅拌至钝感剂溶解完全，然后放到真空干燥箱中干燥75分钟，干燥箱的温度控制在45℃，制得硬质酸包覆的激发药。
St2：硬脂酸包覆的激发药与导电聚合物聚吡咯按质量比混合均匀，从而制得可以利用微波点燃的雷管四次药。
如图2所示，在雷管管壳内有第一、二、三、四次装药，最下面的是第一次装药层(图2中7)，炸药是黑索今(RDX)，装药量0.3g，压药密度1.6g/cm3；第二次装药(图2中6)的炸药为RDX，装药量为0.3g，压药密度为1.0g/cm3；第三次装药是散装药层(图2中5)，炸药为RDX，装药量为0.3g，装药密度为0.7g/cm3；装完前三次药后加入内帽(图2中4)并与第三次药保持一定距离，然后在内帽中加入四次装药(图2中3)，装药量为0.5g，装药密度为1.6g/cm3。装好药后，塞入橡胶塞(图2中1)并卡口封死，即可制得无起爆药微波起爆飞片雷管。
利用智能爆速测量仪，对该无起爆药微波起爆飞片雷管的秒量进行了测试记录，实验结果如表2所示。
表2无起爆药微波起爆飞片雷管秒量测试

Claims (4)

1.一种微波起爆雷管，其特征在于四次药能够被微波点燃，然后发生燃烧转爆轰反应依次引爆前三次猛炸药装药，与传统雷管相比，除四次药成分不同外，对雷管的装药结构无特殊要求。
2.根据权利要求1所述的微波起爆雷管，其四次药主要由下述重量份数组成：点火药50-80份，钝感剂2-15份，导电聚合物20-40份。
3.根据权利要求1或2所述的微波起爆雷管四次药的制备方法，具体步骤如下：
St1：将点火药和钝感剂按一定质量比混合后，加入到钝感剂溶剂中搅拌至钝感剂溶解完全，然后放到真空干燥箱中干燥60-90分钟，干燥箱的温度控制在45-60℃，制得钝感剂包覆的点火药。
St2：将钝感剂包覆的点火药与导电聚合物按一定质量比混合均匀，从而制得可以利用微波点燃的雷管四次药。
4.根据权利要求1或2所述的微波起爆雷管，在实际制作时其四次装药皆按照现有技术完成，在最后封装阶段，直接塞入橡胶塞并卡口封死。
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