[发明专利]研究含能材料快速反应机理的方法和装置

权利要求书

1.一种研究含能材料快速反应机理的装置，其特征在于：包括激波管、样品固定装置以及单色谱测试系统，其中激波管包括点火装置、驱动段充气口、实验段充气口、第一压力传感器、第二压力传感器、聚乙烯薄膜和光纤出口；样品固定装置包括光纤观察口、高温管保护的光纤、圆环底座和样品袋；单色谱测试系统包括分光装置、单色谱仪、光电倍增管、电荷放大器、数字示波器和电缆线。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：样品固定装置放在第一压力传感器的正下方，以保证压力传感器和光纤记录数据的时间同步。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：光纤通过光纤观察口耦合到样品固定装置上，且端面背向冲击波传播方向，以防止光纤的误触发，光纤用高温管和波纹管保护，以免光纤在高温情况下受到损伤而影响光信号的传输。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：激波管长6.00m，内径为10cm；第一压力传感器和第二压力传感器间隔55cm，第一压力传感器距离激波管末端为2.45m。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：选择带宽500MHz、四通道的数字示波器，光谱范围300-650nm的光电倍增管，反射式单色谱仪，直径0.9mm的普通石英光纤。

6.一种通过理论模拟和动态实验相结合来研究含能材料快速反应机理的方法，其特征在于：使用基于激波动态混合法研究硝铵类炸药爆炸的装置，该装置包括激波管、样品固定装置以及单色谱测试系统，其中激波管包括点火装置、驱动段充气口、实验段充气口、第一压力传感器、第二压力传感器、聚乙烯薄膜和光纤出口；样品固定装置包括光纤观察口、高温管保护的光纤、圆环底座和样品袋；单色谱测试系统包括分光装置、单色谱仪、光电倍增管、电荷放大器、数字示波器和电缆线；该方法包括：

将单色仪定位在主要产物特征谱线位置处，经光电转换后由数字示波器记录特征谱线随时间的强度变化，即时间历史曲线，以此探讨含能材料冲击分解主要组分随时间的变化情况；以及

用反应动力计算程序模拟含能材料快速反应的动力学特征曲线，结合实验测定的主要产物的出现时间、拐点时间和最大峰时间，对含能材料快速反应的反应通道进行修正，对原先的反应通道给予适当的添加或删减，并且对反应通道的速率K：K＝AT^βexp(-E/RT)中的A、β、E给予调整，其中A为指前因子，β为温度指数，E为活化能，R为气体常数，T为绝对温度，使得根据修改后的参数所拟合出来的曲线和在实验中测到的主要产物出现时间及拐点时间、最大峰时间尽量的吻合；由此得到的简化反应模型着重考虑主要路径，舍弃影响较弱的反应，可以准确地反映出实际实验条件下含能材料快速反应的真实过程。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：实验中以第一压力传感器接收到的压力信号P1为触发信号，将与压力信号P1同步对应的光电信号时间t1作为记录的零点。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：激波管长6.00m，内径为10cm；第一压力传感器和第二压力传感器间隔55cm，第一压力传感器距离激波管末端为2.45m。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：选择带宽500MHz、四通道的示波器，光谱范围300-650nm的光电倍增管，反射式单色谱仪，直径0.9mm的普通石英光纤。