金属丝电爆炸的电流波形特征及其破岩效果研究

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作者 闫小兵 王秀龙 +2 位作者 贺能 马正腾 张凤鹏 《中国矿业》 北大核心 2024年第6期210-217,共8页

为研究不同电压下金属丝电爆炸的电流波形特征及破岩效果,基于高压脉冲放电系统开展了金属直丝在空气和红砂岩介质中的电爆炸试验研究。通过比较不同电压下金属丝在空气和岩石中电流波形异同,得到了金属丝在空气和岩石中电流峰值随电压... 为研究不同电压下金属丝电爆炸的电流波形特征及破岩效果,基于高压脉冲放电系统开展了金属直丝在空气和红砂岩介质中的电爆炸试验研究。通过比较不同电压下金属丝在空气和岩石中电流波形异同,得到了金属丝在空气和岩石中电流峰值随电压变化的规律,结合金属丝电爆炸破碎红砂岩试验结果,进一步分析了红砂岩在不同高压脉冲载荷作用下的裂纹扩展模式与碎块分布特征。试验结果表明,空气和岩石中的金属丝电爆炸电流峰值与放电电压均呈线性增加关系,在岩石介质约束作用下,岩石中金属丝电爆炸电流峰值和震荡时间均低于空气介质;金属丝电爆炸产生的冲击波使岩石孔壁质点沿径向运动从而产生切向拉应力,形成了以金属丝为中心、径向裂纹为主导的裂纹扩展模式;放电电压对岩石的破碎效果具有显著影响,放电电压由40 kV增加至80 kV,主裂纹数量由一条增加至多条,岩石的破碎程度明显增加且碎块块度分布更加集中。试验成果为高压脉冲放电技术破碎岩石等固体材料的应用与研究提供参考。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 放电电压 电流波形 岩石破裂 红砂岩

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水中金属丝电爆炸冲击波一维数值模拟 被引量：5

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作者 李兴文 晁攸闯 +2 位作者 吴坚 贾申利 邱爱慈 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1-5,52,共6页

为了明确水中金属丝电爆炸冲击波的形成机理,基于经典活塞模型,采用相似参数法,引入双人工黏性系数,建立了水中金属丝电爆炸冲击波的一维计算模型。以等离子体放电通道边界膨胀轨迹作为模型唯一的输入参数,得到水中冲击波传播的时间与... 为了明确水中金属丝电爆炸冲击波的形成机理,基于经典活塞模型,采用相似参数法,引入双人工黏性系数,建立了水中金属丝电爆炸冲击波的一维计算模型。以等离子体放电通道边界膨胀轨迹作为模型唯一的输入参数,得到水中冲击波传播的时间与空间的分布规律,通过与其他文献实验结果的对比,验证了该计算方法的有效性。模拟结果表明,双人工黏性系数法使计算得到的冲击波更符合实际情况。爆炸初始时刻,等离子体放电通道边界膨胀压缩周围水介质产生的冲击波高达GPa级,冲击波压强峰值与径向传播距离的-0.70次幂成正比关系。文中采用的计算方法既不涉及脉冲放电过程以及复杂的放电等离子体物理变化过程,也不涉及放电通道与水的物理化学作用过程,只需根据诊断实验得到放电通道边界膨胀轨迹,即可模拟水中金属丝电爆炸冲击波的产生与传播过程,对工程实践具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 水中放电 金属丝电爆炸 冲击波 人工黏性系数 等离子体

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气氛中金属丝电爆炸特性及其在纳米粉体制备中的应用进展 被引量：2

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作者 吴坚 石桓通 +2 位作者 蔡金 邱少君 李兴文 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期735-744,共10页

总结了气体环境中金属丝电爆炸的电流电压波形特征,分析了电爆炸过程中的演化图像和等离子体参数;讨论了纳米颗粒的形成机理,归纳了金属丝电爆炸在制备合金纳米颗粒、金属化合物纳米颗粒的研究;并介绍了基于金属丝电爆炸法的纳米粉体量... 总结了气体环境中金属丝电爆炸的电流电压波形特征,分析了电爆炸过程中的演化图像和等离子体参数;讨论了纳米颗粒的形成机理,归纳了金属丝电爆炸在制备合金纳米颗粒、金属化合物纳米颗粒的研究;并介绍了基于金属丝电爆炸法的纳米粉体量产装置的进展,最后指出研究面临的挑战和未来发展方向,需要进一步建立金属丝电爆炸特性的高通量数据库,加强对合金纳米颗粒形成机理的研究,并且优化电爆炸法纳米粉体生产装置的工艺参数。 展开更多

关键词 应用化学 金属丝电爆炸 等离子体 等离子体诊断 纳米粒径特性

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真空中金属丝电爆炸数值模拟研究

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作者 王坤 姜林村 +2 位作者 张董 张阅 王天浩 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期315-320,共6页

利用金属丝电爆炸物理数学模型对电爆炸物理过程开展了数值模拟,研究了不同直径铝丝电爆炸特性,进一步分析了金属丝内沉积能量、电压击穿时刻、电压峰值随金属丝直径的变化规律,并与相关实验数据作了对比。

关键词 金属丝电爆炸 磁流体力学 物态方程

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水中金属丝电爆炸拉氏磁流体动力学模拟方法

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作者 刘志刚 邹晓兵 王新新 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期29-39,共11页

基于拉格朗日描述,建立了水中金属丝电爆炸的单温磁流体动力学模型,并给出一种高阶混合有限元离散求解方法。拉氏可压缩流体方程组中,速度定义在H1连续有限元空间,内能定义在L2间断有限元空间实现物质界面的精确捕捉,存在激波的区域引... 基于拉格朗日描述,建立了水中金属丝电爆炸的单温磁流体动力学模型,并给出一种高阶混合有限元离散求解方法。拉氏可压缩流体方程组中,速度定义在H1连续有限元空间,内能定义在L2间断有限元空间实现物质界面的精确捕捉,存在激波的区域引入张量人工粘性抑制数值振荡。磁扩散方程仅考虑周向磁通量密度,简化为标量方程,使用H1连续有限元方法离散求解。焦耳热和洛伦兹力作为源项引入实现磁流体方程的耦合。数值算例表明:磁扩散求解器能够求解存在不同电导率的多介质磁扩散问题;拉氏流体求解器能够精确追踪物质界面,具有较好的激波分辨能力;耦合RLC电路的磁流体求解器能够复现水中金属丝电爆炸加热相变、冲击波的产生与传播、放电模式转变等物理过程。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 水中放电 磁流体 混合有限元 放电模式

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纯水和液氮中金属丝电爆炸与等离子体气泡特性实验研究

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作者 冯娟 白洁 +2 位作者 袁伟 王芝 韩若愚 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1153-1161,共9页

金属丝电爆炸能有效地将电能转化为机械能(冲击波和等离子体气泡),在化石能源开发等领域取得了成功应用。为明确不同液体中金属丝电爆炸等离子体气泡行为,搭建可变环境金属丝电爆炸实验平台与诊断系统,通过改变电容充电电压,获得不同储... 金属丝电爆炸能有效地将电能转化为机械能(冲击波和等离子体气泡),在化石能源开发等领域取得了成功应用。为明确不同液体中金属丝电爆炸等离子体气泡行为,搭建可变环境金属丝电爆炸实验平台与诊断系统,通过改变电容充电电压,获得不同储能下kA量级和μs时间尺度的脉冲电流,驱动直径为50μm的铜丝电爆炸。通过测量负载电压、回路电流以及拍摄高速阴影图像,对放电瞬态过程进行诊断和分析。结果表明:不同系统储能或负载规格下,液体中金属丝电爆炸存在非周期型放电、周期型放电以及电流暂停放电3种模式;与纯水(蒸馏水)介质相比,液氮中电爆炸具有更高的电压峰值(平均高约6%)、功率峰值(平均高约14%)。纯水中等离子体气泡脉动过程受系统储能和负载规格影响,系统储能从2 J增大至10 J时,气泡最大径向半径从约9.4 mm增大至约18.6 mm,第一脉动周期从约1.6 ms增长至约2.6 ms,气泡能量从约0.4 J增大至约2.3 J,气泡能量效率相对稳定,为18%~25%;相同储能下增加金属丝长度,最大径向半径逐渐缩短。储能2.5 J下,液氮气泡第一脉动周期比纯水中长约0.6 ms,最大径向半径约为纯水中气泡的1.17倍,在气泡收缩阶段,液氮气泡收缩速度慢,最小收缩半径约为纯水中气泡的1.53倍。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 冲击波 等离子体气泡 脉冲放电 液相放电

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电爆炸过程中金属丝阻抗的变化 被引量：8

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作者 杨家志 刘钟阳 +1 位作者 许东卫 刘天杰 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期205-208,共4页

为了掌握金属丝阻抗的变化规律,通过分压器和罗氏线圈分别测量出电爆炸过程中金属丝上的电压和电流,并由此计算出金属丝阻抗等相关电参数随时间变化的规律;采用F.D.Bennett和A.Hobson模型对金属丝阻抗进行了数值模拟,得到金属丝阻抗随... 为了掌握金属丝阻抗的变化规律,通过分压器和罗氏线圈分别测量出电爆炸过程中金属丝上的电压和电流,并由此计算出金属丝阻抗等相关电参数随时间变化的规律;采用F.D.Bennett和A.Hobson模型对金属丝阻抗进行了数值模拟,得到金属丝阻抗随时间的变化规律。实验结果和模拟结果的比较表明:两个模型的模拟结果均在金属丝气化前和部分初始放电电压下有效;当放电时电容器初始电压较大时,能量沉积速度更快,金属丝液化、气化、完全气化所用的时间更短;在金属丝爆炸过程中,金属丝阻抗存在一个最大值。 展开更多

关键词 爆炸力学 阻抗变化 数值模拟 金属丝电爆炸

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氩气中铝丝电爆炸沉积能量对制备铝纳米粉体特性的影响 被引量：3

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作者 刘隆晨 赵军平 +2 位作者 张禹 张乔根 李亚伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期117-122,共6页

研制了基于脉冲电容器放电回路的亚微秒金属丝电爆炸纳米粉体制备实验平台,包括电爆炸过程电流和电压测量系统。利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粉体的形态与结构,并通过电镜统计观察法分析TEM图像得到纳米粉体的粒度大小及其分布。在... 研制了基于脉冲电容器放电回路的亚微秒金属丝电爆炸纳米粉体制备实验平台,包括电爆炸过程电流和电压测量系统。利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粉体的形态与结构,并通过电镜统计观察法分析TEM图像得到纳米粉体的粒度大小及其分布。在氩气中电爆炸铝丝制备铝纳米粉体,通过改变电容器充电电压,即初始储能,实验研究沉积能量对铝纳米粉体特性的影响规律。结果表明:铝纳米粉体颗粒形态与结构主要由氩气气压的高低决定,与沉积能量基本无关。增大丝爆过程的沉积能量可显著缩小铝纳米粉体粒度分布范围,减小颗粒平均粒径,并有效地抑制纳米粉体中亚微米颗粒的形成。随着沉积能量E与氩气气压p比值(Ep^(-1))增大,铝纳米粉体颗粒平均粒径、最大粒径和粒径大于100nm颗粒所占比例均呈指数函数单调减小。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 铝纳米粉体 沉积能量 颗粒形态 粒度分布

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Al⁃Cu复合金属粉的电爆炸制备及其反应活性 被引量：1

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作者 吕英迪 姚冰洁 +3 位作者 郭涛 唐望 姜俊 郑晓东 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期993-1000,共8页

为进一步提高亚微米铝粉的反应活性,采用复合金属丝电爆炸技术制备了Al‐Cu复合金属粉,通过罗氏线圈监测了电爆炸过程中的波形图,确定制备工艺参数。采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电镜电子能谱成像分析(TEM‐MAPPING... 为进一步提高亚微米铝粉的反应活性,采用复合金属丝电爆炸技术制备了Al‐Cu复合金属粉,通过罗氏线圈监测了电爆炸过程中的波形图,确定制备工艺参数。采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电镜电子能谱成像分析(TEM‐MAPPING),X射线电子能谱(XPS)等表征手段完成了对材料结构的分析,Al‐Cu复合金属粉主要由CuAl2与Al组成,形貌为光滑球形,平均粒度为150 nm,分析了材料结构的形成机理。分别采用DSC法与铝‐水蒸气反应法评价了材料的反应活性,DSC测试结果表明Al‐Cu复合金属粉初始氧化峰温为550℃,与同样条件下制备的铝粉相比降低了50℃,反应活性明显提高;初始氧化过程温度跨度由500~650℃变为500~600℃,初始氧化过程的时间由7.5 min缩短到5 min,放热反应速率提升了33%。水蒸气反应评价结果表明,Al‐Cu复合金属粉和Al粉的反应完全度分别为0.88和0.73,在反应初始阶段(0~10 min)Al‐Cu复合金属粉反应完全度数值达到0.36,是铝粉反应完全度的10倍,与铝粉相比Al‐Cu复合金属粉的反应活性与反应完全性大幅提高。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸法 Al‐Cu复合金属粉 纳米粒子 铝粉 铝‐水蒸气反应

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铜镍合金丝电爆炸放电特性与时空演化行为 被引量：4

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作者 韩若愚 邓成志 +3 位作者 冯娟 李琛 姚伟博 欧阳吉庭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期83-89,共7页

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... 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。 展开更多

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

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电爆金属丝产生纳米粉体 被引量：23

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作者 毛志国 邹晓兵 +1 位作者 王新新 江伟华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期691-695,共5页

建立了一台用于纳米粉体制备的电爆炸金属丝装置,它可以在不打开放电腔体情况下,依次电爆炸8根金属丝。对电爆炸金属丝进行了电路模拟,电路模拟结果表明,减小放电回路电感,或在保持电容器初始储能不变条件下,提高充电电压的同时减小储... 建立了一台用于纳米粉体制备的电爆炸金属丝装置,它可以在不打开放电腔体情况下,依次电爆炸8根金属丝。对电爆炸金属丝进行了电路模拟,电路模拟结果表明,减小放电回路电感,或在保持电容器初始储能不变条件下,提高充电电压的同时减小储能电容可提高能量注入速率。为了理解金属蒸气形成纳米粉体的物理过程,利用马赫-曾德激光干涉方法,研究了丝爆后金属蒸气及等离子体的演化过程,得到了电爆丝的典型物理图像,观察到电爆丝中金属蒸气喷发的"热滞后"现象及金属蒸气的多次喷发现象。并利用电爆丝法制备了氮化钛、二氧化钛、铜氧化物和氧化锌的纳米粉体。 展开更多

关键词 电爆炸金属丝 能量沉积 纳米粉体 马赫-曾德干涉 电路模拟

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铜丝电爆炸载荷下红砂岩破裂行为实验

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作者 王兆寒 张晨晖 +3 位作者 于航 匡春霖 张凤鹏 彭建宇 《有色金属（矿山部分）》 2022年第3期36-41,共6页

金属丝电爆炸破碎岩石是一种环保且有前景的爆破技术。为进一步认识岩石在金属丝电爆炸载荷下的破裂行为,基于高压脉冲放电实验平台,开展了直铜丝电爆炸破碎红砂岩的模型实验研究。借助超高速相机观测了试件表面裂纹的起裂和扩展过程,... 金属丝电爆炸破碎岩石是一种环保且有前景的爆破技术。为进一步认识岩石在金属丝电爆炸载荷下的破裂行为,基于高压脉冲放电实验平台,开展了直铜丝电爆炸破碎红砂岩的模型实验研究。借助超高速相机观测了试件表面裂纹的起裂和扩展过程,探讨了放电电压和爆源位置等因素对岩石破裂效果的影响,具有一定的创新性。结果表明,随着放电电压增加,岩石破裂程度变得更加严重。30 kV电压下,金属丝发生电爆炸,但并未有效破裂岩石;40 kV电压下,试件出现数条宏观裂纹,红砂岩破裂成碎块状。此外,爆源到试件表面的距离越近,试件表面的裂纹越发育,试件的破碎程度越严重。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 红砂岩 放电电压 爆源 裂纹扩展 岩石爆破

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电爆炸法制备纳米颗粒收集方法 被引量：1

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作者 李琛 韩若愚 +3 位作者 耿金越 袁伟 曹雨晨 欧阳吉庭 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期112-117,共6页

金属丝电爆炸法制备纳米材料因其负载可大程度的过热和爆炸产物非平衡扩散过程得到了研究人员的广泛关注,认为是制备新型功能材料的有效方法。研究了不同收集方法对电爆炸法制备钛纳米颗粒的影响,并结合电学、光学、自辐射图像和形貌分... 金属丝电爆炸法制备纳米材料因其负载可大程度的过热和爆炸产物非平衡扩散过程得到了研究人员的广泛关注,认为是制备新型功能材料的有效方法。研究了不同收集方法对电爆炸法制备钛纳米颗粒的影响,并结合电学、光学、自辐射图像和形貌分析等诊断手段分析了不同方法下产物特性的成因。结果表明,钛丝电爆炸呈现周期型放电模式,产物通道在放电结束前(约40μs)可膨胀至约1.7 cm处,此后有尖状突刺发展(波阵面后湍流区),其速度约为55 m/s。为研究爆炸产物不同状态下纳米颗粒形成特性,使用了3种不同的产物收集方法,分别为:①在金属丝径向1.5 cm处放置硅片收集;②在腔体出口处预置滤网收集;③在金属丝一侧电极上通过定向喷涂收集。产物形貌表征结果表明,使用不同收集方法时产物特征存在明显差别,前2种方法爆炸产物先与介质混合再沉积于硅片,得到的产物分别为分散、链状的球状纳米颗粒和密集、堆叠的纳米颗粒团簇;后一种方法电爆炸产物具有较高的密度和定向速度(对硅片),硅片以金属丝为轴心远近呈现出粉末状和烧结块状两种不同形式。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 纳米材料制备 光辐射 自辐射图像 收集方法

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水中金属丝爆引燃铝粉悬浮液冲击波增强效应 被引量：1

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作者 袁伟 韩若愚 +2 位作者 李琛 王亚楠 张永民 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期118-123,共6页

开展了水中铜丝电爆炸引燃铝粉悬浮液的实验研究,将铝粉悬浮液置于有机玻璃管中,同轴心方向穿过200μm的金属铜丝,经脉冲功率驱动后快速相变发生电爆炸为铝粉爆燃提供反应条件。通过比对不同质量球状铝粉(μm粒径)的悬浮液在相同脉冲电... 开展了水中铜丝电爆炸引燃铝粉悬浮液的实验研究,将铝粉悬浮液置于有机玻璃管中,同轴心方向穿过200μm的金属铜丝,经脉冲功率驱动后快速相变发生电爆炸为铝粉爆燃提供反应条件。通过比对不同质量球状铝粉(μm粒径)的悬浮液在相同脉冲电容器储能条件下的放电和冲击波参数,获得了电爆炸驱动铝粉放电特性和冲击波增强效应的规律。实验发现,电爆炸起爆铝粉的冲击波有两个明显的波峰,分别对应于金属丝电爆炸(一次冲击波)和由产物气体胀裂管壁产生的二次冲击波,且铝粉爆燃对二次冲击波的增强效应非常显著,在300 mg铝粉的悬浮液环境中,二次冲击波峰值达到2.77 MPa,是无铝粉添加环境中二次冲击波的2.25倍,冲击波冲量增强了约50%。对不同储能条件下200 mg铝粉的悬浮液环境中金属丝爆的冲击波进行了对比研究,发现随着驱动源储能的增加,电爆炸引发的主冲击波和二次冲击波压力均逐渐增大,600 J时分别达到了3.17和1.91 MPa,冲击波冲量也随储能增加而增加,在600 J储能条件时的冲量为41.12 Pa·s,储能条件约300 J时20.24 Pa·s冲量的2倍。 展开更多

关键词 金属丝电爆炸 冲击波 含能材料 等离子体诊断 脉冲功率技术

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电爆炸法制备Fe3O4纳米颗粒及其物相研究 被引量：5

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作者 周晟阳 冯国英 +1 位作者 李玮 周寿桓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期137-141,共5页

搭建了电爆炸金属丝实验平台,在空气中电爆炸铁丝来制备纳米金属颗粒。利用电阻分压器与Rogowski线圈来测量电爆炸过程中铁丝上的负载电压与电流。将负载电压与电流之积进行时间积分来估算沉积在铁丝上的能量。使用光电探测器对电爆炸... 搭建了电爆炸金属丝实验平台,在空气中电爆炸铁丝来制备纳米金属颗粒。利用电阻分压器与Rogowski线圈来测量电爆炸过程中铁丝上的负载电压与电流。将负载电压与电流之积进行时间积分来估算沉积在铁丝上的能量。使用光电探测器对电爆炸过程中产生的等离子体发光信号进行探测。对铁丝电爆炸后形成的产物使用高倍显微镜、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析仪（EDS）以及X射线衍射仪（XRD）进行观测,来研究其物相特性。实验结果表明：电爆炸过程中,当铁丝由液相变为气相时,其电阻急剧增加,因此电流几乎不能流过铁丝,同时铁丝上的负载电压会趋近于电容器的初始充电电压。随着能量的持续积累,等离子体在爆炸腔中形成。由于原本被阻断的电流能够从低电阻等离子体中流过,因此电压电流波形变为欠阻尼波形。电爆炸铁丝所得的产物为Fe3O4纳米颗粒,其中大部分呈规则的球形。Fe3O4纳米颗粒的粒径主要分布在30～60nm之间,并且符合对数正态分布。 展开更多

关键词 电爆炸金属丝 沉积能量 FE3O4 纳米颗粒 物相研究

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丝阵负载Z箍缩早期过程的研究 被引量：1

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作者 石桓通 邹晓兵 +2 位作者 朱鑫磊 赵屾 王新新 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期97-105,共9页

利用X箍缩等离子体产生的μm级、亚ns脉冲X射线点源对双丝电爆炸过程进行了X射线背光照相,结果表明:真空环境下爆炸丝通常形成"核冕"结构,即高密度丝核表面围绕着低密度冕等离子体;随后在全局磁场驱动下,冕层将被连续剥离并... 利用X箍缩等离子体产生的μm级、亚ns脉冲X射线点源对双丝电爆炸过程进行了X射线背光照相,结果表明:真空环境下爆炸丝通常形成"核冕"结构,即高密度丝核表面围绕着低密度冕等离子体;随后在全局磁场驱动下,冕层将被连续剥离并向轴线汇聚,形成"先驱等离子体",大大降低丝阵的内爆品质。针对上述问题,进一步对实现"无核丝爆"(提高丝核沉积能量实现金属丝的均匀汽化)的方法进行了研究。实验结果表明:提高驱动电流上升率以及在金属丝表面构造正向径向电场均有利于丝核沉积能量的提高。结合上述两种方法,提出了阴极串联闪络开关的电极构型,大幅度提高了丝核沉积能量:正负极性驱动电流下比能量分别提高到原来的2倍(从5.7eV/atom到13eV/atom)和3.5倍(3.4eV/atom到12eV/atom),均超过了钨丝汽化能(8.8eV/atom),且激光干涉图像表明爆炸产物具有很高的汽化率,即实现了"无核丝爆"。 展开更多

关键词 Z箍缩 金属丝电爆炸 核冕结构 质量消融 闪络开关 无核丝爆

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可控冲击波震源技术在陕北沙漠区地震勘探的应用

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作者 薛海军 韩志雄 +3 位作者 韩军锋 汶小岗 张永民 吴大林 《陕西煤炭》 2024年第1期30-35,共6页

针对现有地震勘探震源存在问题和局限性,创新性地将金属丝电爆炸可控冲击波技术应用于地震勘探中,分析了金属丝电爆炸可控冲击波技术和产生原理。在掌握金属丝电爆炸可控冲击波技术作为地震勘探震源技术的特点和陕北沙漠地区进行现场激... 针对现有地震勘探震源存在问题和局限性,创新性地将金属丝电爆炸可控冲击波技术应用于地震勘探中,分析了金属丝电爆炸可控冲击波技术和产生原理。在掌握金属丝电爆炸可控冲击波技术作为地震勘探震源技术的特点和陕北沙漠地区进行现场激发试验的情况下,从理论分析和现场试验验证了金属丝电爆炸可控冲击波技术作为震源技术的可行性。通过对获取的数据进行定量分析,认为可控冲击波技术可作为一种新型震源技术,且在陕北沙漠区煤田地震勘探领域具备较好的应用发展前景。同时,通过总结试验中存在的问题,为下一步的改进提供方向。 展开更多

关键词 地震勘探 金属丝电爆炸 可控冲击波 脉冲功率技术 等离子体 沙漠区域

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纳秒级自积分罗氏线圈的设计与模型分析

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作者 王坤 王鑫 +2 位作者 翟今伟 李志远 张玉轻 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第2期1-10,29,共11页

面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改... 面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改进集总参数电路模型。将改进集总参数电路模型在MATLAB中进行仿真分析,探讨了线圈参数对罗氏线圈在不同频率范围内响应特性的影响规律,设计出满足纳秒级上升沿测量的自积分罗氏线圈。为了验证模型的准确性,设计出一种高幅值、快前沿的电流标定源并对实验标定电流进行仿真分析。罗氏线圈标定实验结果表明,相比于集总参数模型,改进集总参数电路模型更加准确,为设计和分析高精度的带回线的罗氏线圈提供了新思路。 展开更多

关键词 罗氏线圈 金属丝电爆炸 脉冲电流测量 集总参数模型

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一种基于含能材料配方的冲击波波形调整方法 被引量：2

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作者 李昂 杨万有 +1 位作者 郑春峰 赵展 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第2期57-60,I0019,共5页

利用金属丝电爆炸驱动含能材料产生的水下冲击波,因其具有峰值压强高,面积冲量大,重复可控等特点,在低渗透储层的油气开采领域具有光明的应用前景。为解决因储层伤害或者近井地带堵塞等问题导致的油井低产、水井难注入问题,文章提出一... 利用金属丝电爆炸驱动含能材料产生的水下冲击波,因其具有峰值压强高,面积冲量大,重复可控等特点,在低渗透储层的油气开采领域具有光明的应用前景。为解决因储层伤害或者近井地带堵塞等问题导致的油井低产、水井难注入问题,文章提出一种基于含能材料配方的冲击波波形调整方法,通过理论和实验研究了不同含能材料配方产生的可控冲击波。结果表明,增加含能材料装药质量可以提高冲击波的峰值压强;调节不同爆炸速度含能材料的占比可以有效调整冲击波的脉冲宽度;降低含能材料粒径可显著提高冲击波的峰值压强,增加其面积冲量。基于含能材料配方的冲击波波形调整方法可有效的产生不同幅值、脉宽的冲击波波形,并有望对海上油田的不同储层进行改造,以实现油井增产、水井增注,并最终提高油田的开发效益。 展开更多

关键词 波形调整 油气开采 金属丝电爆炸 冲击波 含能材料

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可控冲击波震源在地震勘探中的试验

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作者 汶小岗 韩志雄 +1 位作者 韩军锋 李亮 《煤炭与化工》 CAS 2023年第1期52-56,共5页

近年来,国家对安全生产和环境保护的新要求越来越严格,尤其是炸药震源的使用限制条件越来越多。在安全生产形势严峻,火工品使用受限,现有的其他类型震源又无法满足地震勘探施工要求的区域,很大程度上限制了地震勘探方法的应用。可控冲... 近年来,国家对安全生产和环境保护的新要求越来越严格,尤其是炸药震源的使用限制条件越来越多。在安全生产形势严峻,火工品使用受限,现有的其他类型震源又无法满足地震勘探施工要求的区域,很大程度上限制了地震勘探方法的应用。可控冲击波技术是以脉冲功率技术为基础的新技术,该技术具有幅值和冲量可控,作业区域不受限制,可重复使用的特点。本文对可控冲击波技术及其发展历程进行简要介绍,并将现有可控冲击波设备改进后作为震源进行了激发地震波试验,对获取的地震资料进行定量分析,结果表明可控冲击波技术可以应用到地震勘探领域,同时提出了当前可控冲击波设备需要改进的技术问题。 展开更多

关键词 可控冲击波技术 换能器 金属丝电爆炸 聚能棒 电火花震源 能量转换效率

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