[发明专利]延迟单元和制造这种延迟单元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制高能材料的起爆时间的延迟单元类型，例如 用于延迟雷管(delay detonator)中的那类延迟单元，以及制造这种延迟 单元的方法。

背景技术

传统的烟火延迟单元包括封装在软金属管，例如铅管或锡管中的 粉状烟火成分。这种传统的延迟单元通常放置在位于保险丝的输入信 号源如激波管与雷管的爆炸性输出装药之间的雷管外壳中。爆炸性的 输出装药的爆炸被延迟了一段时间，即烟火材料长度从其输入端燃烧 至其输出端所花费的时间。本领域中的技术人员众所周知的是需要非 常精密地控制单个雷管的延迟周期；典型的延迟周期范围是9至9,600 毫秒或更大，例如，9，25，350，500和1,000毫秒。通过烟火材料柱的燃 烧而达到一致精确和精密的时延本质上是有限的，并且当前技术专心 于研究电子延迟单元，以提高时延精度，而不管同烟火延迟单元比较 而言是否增加了电子延迟单元的成本。

公布于2004年12月9日的Qinetiq纳米材料有限公司的用于″爆 炸装置″的国际申请WO2004/106268A2，公开了由墨水(ink)印刷在衬 底上的爆炸装置，这种墨水可包含直径小至10微米或″甚至小至0.1 微米或更小直径″的微粒(第4页，第18-24行)。例如图1和2公开了 一种印刷在衬底上的爆炸墨水的蜿蜒的或螺旋形的图案。例如，在所 述第15页，第11-29行描述了印刷在单条线路上的爆炸墨水，其起始 于加热元件的附近，并端接在传爆爆炸材料的附近。打印的这行爆炸 墨水启动传爆爆炸。可使用Z字形图案，并增加装置所提供的时延。

使用纳米孔隙氧化铁作为加速剂，爆炸物和烟火材料的氧化剂成 分是己知的。参见美国化学学会刊物2004，16，1466-1471，Anand  Prakash，Alon V.McCormick和Michael R.Zachariah，Che m.Mater的 论文：纳米孔隙氧化铁微粒的航空溶胶凝胶合成：用于纳米高能材料 的可能的氧化剂。该论文描述了燃料的纳米微粒的使用，例如铝和金 属氧化物氧化剂，其起反应而释放出大量的能量。由非常小的粒径形 成的单位材料体积的大的表面面积被确定为可减少质量传递限制，并 实现化学动力控制的点燃。属于本发明主旨的氧化剂微粒据说在100 至250纳米(″nm″)尺寸范围内。

Brock′s Fireworks Limited，Dumfriesshire，Scotland的UK专利申请 2049651公开了一种用于通过将采用液体泥浆或膏剂形式的成分丝印 到表面上以允许如此获得的成分干燥和/或硬化，从而将烟火或爆炸成 分敷设到表面上的工艺。其公开了可优选通过粗糙的网筛来敷设几个 层，其允许相对较大的固体颗粒穿过而不会堵塞。微粒的尺寸范围没 有提及。其还公开了可按所述的方式来敷设几个层，并且各层可以是 相同或不同的。出于防水或防止点燃的目的，可在表面上加印最后一 层惰性材料，并且如果需要，可在工艺步骤之间敷设静电植绒。

2004年3月30日授权给Gash等人，题名为无机的金属氧化物/ 有机聚合物纳米成分和其方法的美国专利6,712,917公开了一种产生 混合的无机/有机高能的纳米成分的方法。

2004年10月12日授权给Diener等人，题名为纳米结构的反应物 质和用于生产该物质的工艺的美国专利6,803,244公开了一种纳米结 构的反应物质，例如，硅和氧化剂。最初由阻挡层分开的微粒的纳米 等级尺寸，根据该专利所述，一旦阻挡层被破开，则可允许燃料和氧 化剂之间的直接接触。

在由新墨西哥州Albuquerque的Sandia国家实验室的S.H.Fischer 和M.C.Grubelich所著论文“Theoretical Energy Release of Thermites， Intermetallics，and Combustible Metals”(铝热剂、金属间化合物和可 燃金属的理论的能量释放)中包含了铝热剂混合物，金属间化合反应 剂和燃料的详细论述。论文SAND-98-1176C在1998年7月在加利福 尼亚州Monterey市举办的第24届国际烟火研讨会(24^th International  Pyrotechnics Seminar)上发表。

发明内容