铜镍合金丝电爆炸放电特性与时空演化行为

• 作者: 韩若愚 邓成志 冯娟 李琛 姚伟博 欧阳吉庭
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 关键词: 金属丝电爆炸 温稠密等离子体 光辐射 等离子体诊断 二元合金 纳米材料制备
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 高电压及脉冲功率技术|High Voltage and Pulsed Power Technology
• 页码范围: 84-90
• 页数: 7页
• 分类号: TM89
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB202133.210103

摘要

脉冲电流驱动金属丝电爆炸可产生具有较高能量密度的等离子体,并伴随脉冲电磁辐射、强冲击波等效应,广泛应用于Z箍缩、电热化学武器、油气助采等领域;与纯金属相比,合金具备电阻率高、成分可调、相变复杂等特点,在电爆炸效应参数的调控方面具有很大潜力.开展了大气空气介质中铜、镍、铜镍(康铜)丝在微秒时间尺度电脉冲作用下电爆炸实验研究,通过放电参数与自辐射图像诊断,获取电爆炸过程放电参数与时空演变的特性规律,得到脉冲电流作用下合金电爆炸在相变与等离子体方面的特征.实验发现,在电爆炸早期,铜镍合金的高电阻率能够提高能量沉积效率:铜52％、镍74％、铜镍合金78％;而相爆开始后,合金丝负载则更接近纯镍丝负载性能.等离子体通道早期膨胀速率在5?mm/μs量级,随后迅速衰减;合金丝等离子体膨胀时间更久,击穿后平均电阻率上升缓慢,且等离子体辐射与金属爆炸产物在空间尺度上存在关联性.特别地,铜镍合金气溶胶分层同时具有横向和纵向特征(特征尺度10?1?mm),但整体较铜气溶胶更为均匀.