[发明专利]一种炸药超压爆轰装置及性能测试方法

说明书

本发明涉及一种炸药超压爆轰装置及性能测试方法，装置包括激光发射装置、金属箔和炸药样品，纳秒激光烧蚀金属箔，在金属内部形成冲击波，从而加载压力，炸药样品在加载压力的作用下发生爆轰，并开展了激光驱动超高压加载的炸药样品实验和非炸药样品实验，验证了两个实验测量的界面粒子速度的差异是由炸药样品爆轰引起的，实现了在激光驱动下炸药的超爆轰反应。

技术领域

本发明涉及炸药爆轰技术领域，特别是涉及一种炸药超压爆轰装置及性能测试方法。

背景技术

炸药作为特殊的有机材料，广泛应用于社会生产的各个领域，其爆轰性能和安全性能备受关注。高能炸药从早期的黑火药，梯恩梯(TNT)，到现在最广泛使用的黑索金(RDX)、奥克托今(HMX)，以及新型的CL20，LLM-105等，爆轰性能逐步提升，同时也推动着设计概念的创新发展。直至目前，现有含能材料的能量水平已到达瓶颈，如何提升能量密度是当前含能材料研究中的瓶颈性问题。通过新技术、新工艺合成新的、更有效的超高能含能材料，也是当前科学研究的热点。2017年，全氮阴离子盐、金属氢等合成实现了突破，这两项成果均发布在国际顶级期刊《科学》杂志上，引起国内外的广泛关注。高压作用下物质呈现出与常压下完全不同的化学反应、动力学过程及物理机制，有利于探索新的结构性质、发现新的化合物。

深入理解高压下含能材料的物理过程、物质特性是国内外高压科学领域关注的焦点。近几十年来，各种实验高压加载技术和测量技术的建立和发展，以及计算机数值模拟能力的提升，对高压物理过程有了深入的了解。目前，实验已发展利用高时空分辨的诊断技术，用于诊断冲击压缩物理过程，并获得重要的数据参数和规律性认识。炸药爆轰具有作用过程瞬时、压力高等特点，通过动高压加载-诊断技术开展炸药样品研究，能够获取高压加载下炸药爆轰性能参数。

但是目前因实验手段的限制，还没有实现炸药在数GPa～数百GPa的超高加载压力下进行爆轰的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种炸药超压爆轰装置及性能测试方法，以实现激光驱动超压加载炸药的爆轰。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种炸药超压爆轰装置，所述装置包括：激光发射装置、金属箔和炸药样品；

所述金属箔的底面与所述炸药样品的顶面连接；

所述激光发射装置用于向所述金属箔的顶面发射纳秒激光；

所述金属箔用于在所述纳秒激光的烧蚀下在内部形成冲击波，所述冲击波产生加载压力，并将所述加载压力加载到所述炸药样品上；

所述炸药样品用于在所述加载压力的作用下发生爆轰。

可选的，所述装置还包括：氟化锂和测速仪；

所述氟化锂与所述炸药样品的底面连接，所述测速仪的探头设置在所述氟化锂的下方；

所述测速仪用于测量所述炸药样品发生爆轰时，所述炸药样品与所述氟化锂界面的界面粒子速度。

可选的，所述测速仪为光子多普勒干涉仪。

一种炸药超压爆轰装置的性能测试方法，所述方法包括：

利用纳秒激光烧蚀金属箔；

开展激光驱动超高压加载的炸药样品实验和非炸药样品实验，分别获得炸药样品实验爆轰时的界面粒子速度和非炸药样品实验爆轰时的界面粒子速度；

比较炸药样品实验爆轰时的界面粒子速度和非炸药样品实验爆轰时的界面粒子速度，确定界面粒子速度的差异是由炸药样品爆轰引起的。

可选的，所述开展激光驱动超高压加载的炸药样品实验，具体包括：