理论教育 金属箔电爆炸:本征阶段的特征分析

金属箔电爆炸:本征阶段的特征分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:导体电爆炸的本征阶段是从导体电阻显著增大到导体发生爆炸的阶段,这一阶段的特点是: 爆炸导体物质比容急剧且显著增大,电阻增长主要受膨胀过程的制约。放电回路对放电间隙电阻增大的反应是放电电流的跌落和爆炸箔上电压的增大。在放电电流最大值附近,其固有磁场的压力将大于气动压力,从而引起等离子体壳的箍紧,这时其外边界先停止膨胀,之后转为向中心轴线运动。

金属箔电爆炸:本征阶段的特征分析

导体电爆炸的本征阶段是从导体电阻显著增大到导体发生爆炸的阶段,这一阶段的特点是:

(1) 爆炸导体物质比容急剧且显著增大,电阻增长主要受膨胀过程的制约。在较密实的介质中爆炸导体物质的膨胀在很大程度上受到限制,因此在等效导体中释放能量相等时,物质的平均密度越高,电导率越大,则阻碍膨胀的反压力就越大。

(2) 本征爆炸阶段,导体的欧姆电阻不是由比输入能量单值地确定,还与输入能量的比功率和周围介质特性有关。图3.32所示为在外界压力不同的情况下,铜丝电爆炸的情况。从图3.32中也可以看出,电压峰值处也是产生强烈等离子体辐射的地方。

图3.32 环境条件对导体电爆炸的影响(www.daowen.com)

(3) 在导体电爆炸特征条件下,液态金属的强脉冲加热呈现出一系列或多或少不同于拟定常加热的特征,这意味着液相金属亚稳态的存在。也就是说金属在达到沸点时并不能汽化,而是出现了液态金属的过热。

(4) 箔片较长情况下,在第一个电流脉冲之后接着就是实际上电流为零和电阻很大的间歇;箔片较短情况下,爆炸时电流曲线会出现拐点,之后转入电流很大和电阻弱变化的准间歇,并紧接着转入零电流和大电阻的间歇。

(5) 当导体汽化时其电阻趋于无限,即电阻在汽化过程中的变化具有奇异性。放电回路对放电间隙电阻增大的反应是放电电流的跌落和爆炸箔上电压的增大。

(6) 第一个电流脉冲前沿基本上由接有导体的电路参数、导体的尺寸和物理特性确定。对给定电流脉冲前沿的形成有强烈影响的是发生爆炸的周围介质的物理特性。

(7) 金属蒸气在电流的继续作用下,发生电离,形成等离子体,电阻开始降低。在放电电流最大值附近,其固有磁场的压力将大于气动压力,从而引起等离子体壳的箍紧,这时其外边界先停止膨胀,之后转为向中心轴线运动。在达到最大值后,放电电流下降,等离子体又开始离开放电轴线运动。

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