一种基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片

本发明属于爆炸箔点火与起爆领域，具体涉及一种基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片。

背景技术：

1、电炮的原理是利用金属桥箔的电爆炸产生的等离子体来剪切并驱动飞片，其中最有代表性的就是爆炸箔起爆技术。其工作原理是金属桥箔在脉冲大电流作用下因焦耳热发生电爆炸，电爆炸产生的高温高压等离子体剪切并驱动飞片，飞片沿加速膛运动并以一定速度撞击炸药，从而使之起爆。但是对于一些对长脉冲形式能量响应更敏感的含能材料来讲，传统的以飞片冲击为输出能量的爆炸箔起爆器不易使其发火。而且当电容初始能量较高时，电容内储存的能量并不能彻底释放，发生电爆炸后电容仍会剩余部分能量，这都导致了电爆炸装置输出性能的受限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于电爆炸等离子体增强的的爆炸箔芯片。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，包括从下到上依次设置的基板，金属层，加速膛，和加速膛内的赋能电极；

3、金属层由中部的桥区和桥区两侧的过渡区、焊盘组成，加速膛中部设有加速膛孔，加速膛上设有嵌设赋能电极的凹槽，赋能电极包括焊盘和放电区域，两个相对的赋能电极的放电区域和加速膛侧壁形成为带有放电区域的加速膛孔；赋能电极的焊盘与金属层的焊盘连接、从而使得赋能电极和电爆炸回路并联连接，构成等离子体赋能回路；

4、当电爆炸回路的高压电容放电，回路产生脉冲大电流时，金属层的桥区发生电爆炸，电爆炸产生的高温高压等离子体沿着加速膛向上运动，同时等离子体的存在给加速膛内创造了易电离环境，在电容剩余电压的驱动下，形成放电通道，电容剩余能量通过赋能电极对等离子体进行放电，实现电爆炸等离子体的赋能。

5、进一步的，加速膛内设有赋能电极，赋能电极与独立于电爆炸回路的电容放电回路连接，赋能电极能量与电爆炸能量来自不同电容。

6、进一步的，赋能电极的材料为cu、au或ag，赋能电极的放电区域形状为平行板形、片层状或弧形，赋能电极的厚度为几十μm到几百μm，赋能电极位置可以在上部，嵌入作为“底座”的加速膛。

7、进一步的，所述加速膛的材质为陶瓷材料或有机材料，加速膛孔为方形孔或圆孔。

8、进一步的，赋能电极的放电区域与金属层之间的加速膛厚度不小于50μm。

9、进一步的，金属层的材料为cu、au、ag或al。

10、进一步的，所述基板作为反射背板，约束电爆炸产生的等离子体向上方运动，基板的材料为有机材料或陶瓷材料，基板的厚度根据设计的爆炸箔芯片的具体参数进行调整。

11、进一步的，利用pcb工艺、pcb-mems工艺或ltcc工艺制备

12、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

13、(1)本发明通过在加速膛设置赋能电极，在依靠金属电爆炸产生的等离子体创造的易电离环境，电容剩余能量通过赋能电极对等离子体进行放电，实现电爆炸等离子体的赋能；本方法通过对电爆炸加速装置的结构进行改进，实现了对金属电爆炸等离子体的赋能，提高了电爆炸等离子体的能量特性，包括等离子体的强度和高温持续时间等。

14、(2)本发明中赋能电极通过并联方式与电爆炸回路连接(即赋能电极的焊盘与金属层焊盘焊接)。与发明创造专利(cn112923800a)的多层电极多个放电回路相比，本发明电爆炸和等离子体赋能的能量均来自于同一个电容，应用起来更简单方便，解决了电容能量较高时电爆炸后能量仍有剩余的问题，提高了电容能量的利用率；同时与上述专利相比，本专利无飞片层，点火时爆炸箔产生的等离子体射流与含能材料直接接触，进行冲击和传热，尤其对于对长脉冲较为敏感的含能材料来说，本专利可大幅降低其发火能量，利于实现低能发火。

技术特征：

1.一种基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，包括从下到上依次设置的基板，金属层，加速膛，和加速膛内的赋能电极；

2.根据权利要求1所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，加速膛内设有赋能电极，赋能电极与独立于电爆炸回路的电容放电回路连接，赋能电极能量与电爆炸能量来自不同电容。

3.根据权利要求1或2所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，赋能电极的材料为cu、au或ag，赋能电极的放电区域形状为平行板形、片层状或弧形，赋能电极的厚度为几十μm到几百μm，赋能电极位置可以在上部，嵌入作为“底座”的加速膛。

4.根据权利要求3所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，所述加速膛的材质为陶瓷材料或有机材料，加速膛孔为方形孔或圆孔。

5.根据权利要求4所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，赋能电极的放电区域与金属层之间的加速膛厚度不小于50μm。

6.根据权利要求5所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，金属层的材料为cu、au、ag或al。

7.根据权利要求6所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，所述基板作为反射背板，约束电爆炸产生的等离子体向上方运动，基板的材料为有机材料或陶瓷材料，基板的厚度根据设计的爆炸箔芯片的具体参数进行调整。

8.根据权利要求7所述的基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片，其特征在于，利用pcb工艺、pcb-mems工艺或ltcc工艺制备。

技术总结本发明为一种基于电爆炸等离子体增强的爆炸箔芯片。包括从下到上依次设置的基板，金属层，加速膛，和加速膛内的赋能电极；金属层由中部的桥区和桥区两侧的过渡区、焊盘组成，加速膛中部设有加速膛孔，加速膛上设有嵌设赋能电极的凹槽，赋能电极包括焊盘和放电区域，两个相对的赋能电极的放电区域和加速膛侧壁形成为带有放电区域的加速膛孔；赋能电极的焊盘与金属层的焊盘连接、从而使得赋能电极和电爆炸回路并联连接，构成等离子体赋能回路。本方法实现了对金属电爆炸等离子体的赋能，提高了电爆炸等离子体的能量特性，包括等离子体的强度和高温持续时间等。技术研发人员：朱朋,赵松茂,简昊天受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11