基于新型半导体激光系统的B/KNO3/PF点火特性

为了研究点火系统的发火性能和点火特性，设计了一种新型可自检半导体激光点火系统和以微米级B/KNO3/酚醛树脂（PF)为装药的激光点火器。采用热重⁃差示扫描量热技术（TG⁃DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱仪（EDS）、激光反射率和发射光谱等测试获取了药剂的形貌尺寸、元素分布、热性能、激光吸收效率和药剂粒子激发谱线等性能参数；通过激光点火系统启动点火器发火研究了激光脉宽对B/KNO3/PF药剂发火性能和点火特性的影响。结果显示：较大PF质量比（4.8%）的和较小颗粒（平均粒径6.97 μm）的B/KNO3/PF药剂在DSC曲线中起始反应温度降低，放热量增加。点火器点火启动分为一次点火和二次点火两个过程，激光脉宽对点火器的点火特性有显著影响。当激光脉宽为5 ms和10 ms时，点火器能够正常发火，其50%发火能量分别为6.23 mJ和12.54 mJ。通过调节激光的脉宽和能量，获得点火器的一次点火延迟时间为3.50~4.69 ms，二次点火延迟时间为7.23~8.08 ms，火焰持续时间为58~83.5 ms；当激光脉宽为2 ms时，激光点火系统无法激励点火器正常发火。这种特性与半导体脉冲激光能量输出规律相符合。