CN108218643A - 近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***及其制备方法 - Google Patents

近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***及其制备方法 Download PDF

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吉祥波
覃文志
于邵洁
唐舵
李勇
高原
王亮
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    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
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Abstract

本发明公开了低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***的制备方法，包括：在能够微溶解太安的溶剂中，将太安***和少量的纳米金属粉超声波混合处理，通过溶剂的微溶解作用在太安颗粒表面形成微孔，通过超声混合作用使纳米金属粉进入太安***表面孔中，均匀混合。进一步通过过滤、干燥得到纳米金属掺杂的表面多孔太安***，其机械感度没有明显改变，但近红外激光起爆能量显著降低。本发明还公开了一种低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***。本发明在不改变太安***机械感度的基础上，降低了近红外激光直接起爆所需的能量，有利于实现激光直接起爆技术的光纤连接和武器化应用。

Description

近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***及 其制备方法
技术领域
本发明涉及一种***及其制备方法，具体涉及一种近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***及其制备方法，属于含能材料领域。
背景技术
激光起爆以其不受静电、电磁辐射等电磁环境干扰影响是一种非常适用于武器***的起爆技术。从80年代开始，随着激光器的小型化和低损耗光纤的出现，激光起爆技术逐步进入实用阶段。90年代，美国国防部、能源部和航天部均将这一项目列入重点关键技术系列，更是推进了其应用的进程。
激光起爆***一般分为激光驱动飞片起爆和激光直接烧蚀***起爆两种方式。其中激光烧蚀***起爆需要激光敏感的***，但是新合成的激光敏感***一般为金属的配位化合物，其机械感度也很高，安全性较差。考虑到导弹的小型化、光纤连接，一般采用体积较小的近红外激光器，而一般的***均不吸收近红外激光，导致起爆所需激光能量较大，难以实现激光起爆的武器化应用。
本发明通过溶剂的微溶解作用实现太安***表面多孔化，进一步通过添加金属纳米颗粒和超声混合实现均匀掺杂。制备的纳米金属掺杂表面多孔太安***的机械感度与太安相当，但其近红外激光起爆的能量显著降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近红外激光起爆的能量降低的低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***的制备方法。
本发明是这样实现的：
低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***的制备方法，包括：
在能够微溶解太安的溶剂中，将太安***和少量的纳米金属粉超声波混合处理，通过溶剂的微溶解作用在太安颗粒表面形成微孔，通过超声混合作用使纳米金属粉进入太安***表面孔中，均匀混合。进一步通过过滤、干燥得到纳米金属掺杂的表面多孔太安***，其机械感度没有明显改变，但近红外激光起爆能量显著降低。
更进一步的方案是：
所述的太安***的颗粒粒径小于1mm，纯度大于99％。
更进一步的方案是：
纳米金属粉，是金属铝粉、锆粉、镍粉或钛粉，粉体粒径为50-200nm，纳米金属粉的用量不大于太安***重量的2％。
更进一步的方案是：
所述溶剂对太安有一定的溶解度，但溶解度不大于20mg/g。
更进一步的方案是：
超声波混合处理，是用超声波清洗机超声处理2-10min。
更进一步的方案是：
所述的近红外激光的波长800-1200nm。
本发明还公开了一种低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***，是通过本发明提供的制备方法制备得到的。
更进一步的方案是：
所述***的近红外激光起爆能量低于50mJ。
该***可以在较低能量的近红外激光作用下直接起爆，降低了对输入激光的能量要求，减少了激光器的体积，可以通过光纤激光输入。
本发明通过溶剂的微溶解作用使太安颗粒表面微孔化，进一步通过超声混合使纳米金属粉进入形成的孔洞中，实现太安和金属均匀混合。在不改变太安***机械感度的基础上，降低了近红外激光直接起爆所需的能量，有利于实现激光直接起爆技术的光纤连接和武器化应用。
附图说明
图1.实施例1中制备的纳米金属铝掺杂的表面多孔太安***微观状态。
图2.实施例2中制备的纳米金属掺杂的表面多孔太安***微观状态。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
称量平均粒径为100nm纳米金属铝粉10mg加入100ml烧杯中，用量筒量30ml的无水乙醇加入到上述烧杯中，在超声波混合设备中超声分散30min。称量2.0g机械碾细的太安粉体，加入到含铝粉的无水乙醇溶剂中，继续超声混合5min。将混合好的样品通过滤纸过滤，过滤的粉体在油浴烘箱中60℃烘烤2h。得到纳米金属铝掺杂的表面多孔太安***微观结构如图1所示。进一步将混合***压制成Ф4×4的药柱5个，5个样品在1064nm波长、8ns周期、50mJ的近红外激光能量辐照下全部起爆。
实施例2
称量平均粒径为50-200nm纳米金属镍粉5mg，30ml的环己烷，2.0g机械碾细的太安粉体，一起加入到100ml的烧杯中加，在超声波混合设备上处理20min。将混合好的样品通过滤纸过滤，过滤的粉体在油浴烘箱中60℃烘烤2h。进一步将混合***压制成Ф5×5的药柱5个，5个样品在1064nm波长、8ns周期、50mJ的近红外激光能量辐照下全部起爆。本实施例制备得到纳米金属铝掺杂的表面多孔太安***微观结构如图2所示。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (7)

1.低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***的制备方法，其特征在于包括：
在能够微溶解太安的溶剂中，将太安***和少量的纳米金属粉超声波混合处理，通过溶剂的微溶解作用在太安颗粒表面形成微孔，通过超声混合作用使纳米金属粉进入太安***表面孔中，均匀混合，进一步通过过滤、干燥得到纳米金属掺杂的表面多孔太安***。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
所述的太安***的颗粒粒径小于1mm，纯度大于99％。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
纳米金属粉，是金属铝粉、锆粉、镍粉或钛粉，粉体粒径为50-200nm，纳米金属粉的用量不大于太安***重量的2％。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
所述溶剂对太安有一定的溶解度，但溶解度不大于20mg/g。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
超声波混合处理，是用超声波清洗机超声处理2-10min。
6.一种低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***，其特征在于：是通过权利要求1至5任一权利要求所述的制备方法制备得到的。
7.根据权利要求6所述低能量近红外激光直接起爆的纳米金属掺杂的表面多孔太安***，其特征在于：
所述***的近红外激光起爆能量低于50mJ。
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