CN113800992A - 一种低发火能量微型冲击片雷管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低发火能量微型冲击片雷管，主要由壳体、分线片、换能元件和装药组成，起爆电路通过高压电容对冲击片雷管进行放电，当强电流脉冲通过桥箔时，桥区爆炸产生高压等离子体，将飞片“冲裁”出与加速膛中心孔内径相同直径的圆片，使飞片沿加速膛加速，飞片撞击药柱达到药剂的起爆阈值，装药被可靠引爆。相比于传统的冲击片雷管，该雷管体积小，起爆能量低，换能元件采用件一体化设计，使结构更加紧凑，可以提高雷管的能量利用率和产品的一致性。

Description

一种低发火能量微型冲击片雷管
技术领域
本发明属于火工品技术技术领域，具体涉及一种低发火能量微型冲击片雷管。
背景技术
火工品是弹药传爆序列作用的能量转换元件，是弹药起爆的始发能源，实现起爆、点火和作功等功能，对弹药的安全性、可靠性和作战效能有重大影响。美国SANDIA实验室自上世纪70年代提出冲击片雷管研究以来，冲击片雷管起爆能量由最初的3000V/5000A发展到现在的1500V/2500A，并继续朝着低能量800V/1200A的方向发展，MEMS冲击片雷管体积小型化、成本低、没有敏感起爆药，安全性高，可实现弹药近炸、校射、弹道修正等功能。
随着现代战争的发展，要求在智能弹药上使用的引信具有高安全性、防静电、防射频、可靠发火等功能，目前在导弹中使用的冲击片雷管高安全性可以满足要求，但冲击片雷管体积大和发火能量高，难以满足智能弹药微小型化要求。智能引信由制导系统、探测系统、安全系统和自毁系统等组成，功能模块增加，实际体积有限，消耗电量增加。这些功能模块均需要消耗电量同时分配给冲击片雷管的起爆能量将降低，体积减小。冲击片雷管的起爆能量将降低，体积减小将可以使起爆冲击片雷管的脉冲功率源的变压器、高压储能电容、高压开关和控制电路等所占的体积减小。
发明内容
本发明提供一种低发火能量微型冲击片雷管，针对弹药制导化、弹道修正智能引信等武器系统对钝感MEMS冲击片雷管小型化、低能量高安全、低成本的需求，该发明降低了冲击片雷管的体积和起爆能量，提高冲击片雷管的能量利用率。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：主要由壳体1、装药2、换能元件3、分线片4组成，将装药直接压装到壳体内，换能元件的加速膛面朝装药装入壳体，加速膛与药面接触，然后装入分线片4来保证换能元件的电极塞脚线的间距，之后利用收口模具收口，在口部涂密封胶；起爆电路通过高压电容对冲击片雷管进行放电，当强电流脉冲通过桥箔时，桥区爆炸产生高压等离子体，将飞片冲裁出与加速膛中心孔内径相同直径的圆片，使飞片沿加速膛加速，飞片撞击装药达到药剂的起爆阈值，装药被可靠引爆。
换能元件包含玻璃封接电极塞9、桥箔8、飞片7、加速膛6；加速膛设有中心孔；加速膛6、飞片7、桥箔8、玻璃封接电极塞9依次连接，加速膛6键合在桥箔和飞片上，隔绝了桥箔分别与装药和电极塞的金属外壳的直接接触，玻璃封接电极塞的电极与桥箔焊盘直接接触。
有益效果：
1)相比于传统的冲击片雷管，该雷管体积小(Ф2.5mm×3.6mm)，起爆能量低(800V，0.1μF)，换能元采用件一体化设计，使结构更加紧凑，可以提高雷管的能量利用率和产品的一致性。
2)本发明的桥箔是应用纳米含能材料和MEMS工艺制成电－化学复合爆炸箔，桥箔爆炸时内部会发生化学反应释放能量，可降低起爆能量；应用MEMS工艺制成的桥箔质量高，可以提高雷管的能量利用率；
3)桥箔和飞片键合在加速膛内部，提高了桥箔与壳体之间、桥箔和装药之间的绝缘强度，提高了雷管的固有安全性；
4)换能元采用件一体化设计，使结构更加紧凑，省去了换能元件中各部件的装配，可以提高雷管的生产效率和产品的一致性。
附图说明
图1冲击片雷管结构示意图
图2换能元件结构示意图。
1-壳体；2-装药；3-换能元件；4-分线片；5-密封胶；6-加速膛；7-飞片；8-桥箔；9-玻璃封接电极塞。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种低发火能量微型冲击片雷管，主要由壳体1、装药2、换能元件3、分线片4组成，换能元件包含玻璃封接电极塞9、桥箔8、飞片7、加速膛6；加速膛设有中心孔；
将装药(HNS)直接压装到壳体内，压药压力为120-140MPa，换能元件加速膛面朝装药装入壳体，加速膛与药面接触，然后装入分线片4来保证换能元件的电极塞脚线的间距，之后利用收口模具收口，在口部涂密封胶。
换能元件是用磁控溅射技术将多种纳米含能金属材料逐层溅射到玻璃封接电极塞表面封接玻璃区域，再利用光刻工艺制作所需的金属桥箔形状，使得桥箔外径与电极塞金属外壳相距0.15mm；
玻璃封接电极塞的电极与桥箔焊盘直接接触，然后在制作好的复合金属桥箔表面粘贴聚酰亚胺薄膜作为飞片，确保飞片和复合金属桥箔粘贴紧密；之后再旋涂SU-8胶，利用光刻工艺制作加速膛，加速膛外径与电极塞外径相同，将桥箔和飞片键合在加速膛内部。
换能元采用件一体化设计，加速膛键合在桥箔和飞片上，隔绝了桥箔与装药和金属外壳的直接接触，提高雷管防静电和防射频的能力；使飞片和桥箔接触更加紧密，提高了雷管的能量利用率。
本发明的冲击片雷管壳体是用不锈钢冲压成型的，分线片采用聚四氟乙烯，电极塞的封接玻璃材料是硼硅硬玻璃，金属外壳与封接脚线材料选用的是Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金，将纳米含能材料和MEMS工艺引入爆炸箔中，制成电－化学复合爆炸箔，飞片材料为聚酰亚胺薄膜，加速膛材料为SU-8胶，通过光刻工艺制作而成，装药为六硝基芪(HNS)。
作用原理：起爆电路通过高压电容对冲击片雷管进行放电，当强电流脉冲通过桥箔时，桥区爆炸产生高压等离子体，将飞片“冲裁”出与加速膛中心孔内径相同直径的圆片，使飞片沿加速膛加速，飞片撞击药柱达到药剂的起爆阈值，装药被可靠引爆。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：主要由壳体1、装药2、换能元件3、分线片4组成，将装药直接压装到壳体内，换能元件的加速膛面朝装药装入壳体，加速膛与药面接触，然后装入分线片4来保证换能元件的电极塞脚线的间距，之后利用收口模具收口，在口部涂密封胶；起爆电路通过高压电容对冲击片雷管进行放电，当强电流脉冲通过桥箔时，桥区爆炸产生高压等离子体，将飞片冲裁出与加速膛中心孔内径相同直径的圆片，使飞片沿加速膛加速，飞片撞击装药达到药剂的起爆阈值，装药被可靠引爆。
2.根据权利要求1所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：换能元件包含玻璃封接电极塞9、桥箔8、飞片7、加速膛6；加速膛设有中心孔；加速膛6、飞片7、桥箔8、玻璃封接电极塞9依次连接，加速膛6键合在桥箔和飞片上，隔绝了桥箔分别与装药和电极塞的金属外壳的直接接触，玻璃封接电极塞的电极与桥箔焊盘直接接触。
3.根据权利要求2所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：通过磁控溅射方法将多种纳米含能金属材料逐层溅射到玻璃封接电极塞表面封接玻璃区域，再利用光刻工艺制作所需的金属桥箔形状。
4.根据权利要求3所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：桥箔外径与电极塞的金属外壳相距0.15mm；利用光刻工艺制作加速膛，加速膛外径与电极塞外径相同。
5.根据权利要求3所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：装药的压药压力为120-140MPa。
6.根据权利要求1所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：壳体是用不锈钢冲压成型的。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：分线片采用聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：电极塞的封接玻璃材料是硼硅硬玻璃。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：电极塞的金属外壳与封接脚线材料采用的是Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种低发火能量微型冲击片雷管，其特征在于：飞片材料为聚酰亚胺薄膜，加速膛材料为SU-8胶，装药为六硝基芪。
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