[发明专利]一种研究典型含能材料在激光刺激下的反应特性的方法

说明书

本发明公开一种研究典型含能材料在激光刺激下的反应特性的方法，涉及含能材料在激光刺激下的热爆炸性以及激光技术领域，典型含能材料的应激反应、与常规加热的差异以及壳体对含能材料激光感度的影响规律。本发明的试验成本低，操作方便，安全性高；所需药量少，产生较少污染，且采用可更换的样品池，对反应腔钢板表面进行涂黑磨砂处理，降低了激光对装置的伤害和损耗。试验结果将更好地用于激光引爆炸药反应机理研究，为含能材料激光热刺激下的安全性、激光点火技术乃至未来激光武器的防护提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及含能材料在激光刺激下的热爆炸性以及激光技术领域，特别是涉及一种研究典型含能材料在激光刺激下的反应特性的方法。

背景技术

炸药热爆炸是最简单的爆炸现象，通过热刺激生产热点，进而引发整体爆炸，脉冲激光直接照射炸药也是热爆炸机理，激光的热作用就是材料吸收激光能量后，形成的无辐射跃迁导致光热效应，相继引发热化学反应，宏观上表现为材料温度的升高。由于激光光纤输出的激光所形成的光斑面积很小，当激光的功率足够高时，激光能量将在短时间和小面积范围内被材料表面薄层吸收，在材料内部这一小空间里，激光能转化为热能的速率远大于材料热扩散的速率，而形成含能材料内局部的高温区域一“热点”，最终达到着火温度。

目前的热爆炸试验类型主要是烤燃试验，研究激光热刺激的反应机理的装置很少，并且根据已有资料表明，利用激光刺激含能材料进行试验的装置大多冗杂，占地面积大且危险性高，对人和设备都具有一定的危险。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种操作简单、安全性能高且用于研究典型含能材料在激光刺激下的反应特性的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种研究典型含能材料在激光刺激下的反应特性的方法，包括以下步骤：

步骤1：调整激光器位置，搭建红外热成像仪以及高速摄像机；

步骤2：样品放入样品池中，并将样品池在反应腔内的样品槽固定，称取样品的初始质量m0以及样品和样品池的总质量m；

步骤3：远程控制激光器出光；

步骤4：试验结束后，关闭激光器，取样称重m1。

可选的，所述的步骤1中，各设备安装调试步骤如下：

步骤1.1：将激光控制面板放置在远离试验台的监控室内，通过光纤连接控制面板和激光准直镜，调整卡扣，固定好光纤连接口防止弯曲；

步骤1.2：固定激光准直镜的保护窗片；调整焦点，并使指示光对准样品池正中心；

步骤1.3：将高速摄像机和红外热成像仪放在反应腔敞口一侧，对准样品反应位置，用来记录样品反应过程。

可选的，调整焦点，并使指示光对准样品池正中心的具体操作为：打开激光器，戴好护目镜出激光，利用红外陶瓷片感应激光，调整准直器所在的孔槽使感应到的激光在样品槽距离处达到最小最清晰；再关掉激光，出指示光，利用激光架上的滚轴前后左右移动，使得指示光对准样品池中心。

可选的，所述的步骤2中，装药具体步骤如下：

步骤2.1：将样品装入可更换的样品池中，记录样品初始质量m0以及样品池和样品总质量m；

步骤2.2：将样品池固定在反应腔内的样品槽里后，关闭反应腔取放样品一侧的提拉门。

可选的，出光功率和时长的具体操作为：控制一定时长，判断开始反应的功率，逐步加大功率试验，以此来确定样品的激光感度，通过高速摄像机以及红外热成像仪得到样品的点火延滞期，升温速率和温度变化情况。

可选的，所述的步骤3中，出光具体步骤如下：