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5.2 不同放电条件对等离子体峰值温度的影响 24
5.3 本章小结 25
6 桥膜尺寸对SCB发火性能及等离子体温度的影响 25
6.1 不同桥膜尺寸SCB的电爆特性参数 25
6.2 SCB等离子体温度随时间变化的关系 26
6.3 不同桥膜尺寸SCB的等离子体峰值温度的变化 27
6.4 本章小结 27
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 SCB火工品简介
火工品是提供引燃、引爆或动力源的元件或装置。它是武器弹药、火箭、卫星、飞船、飞行员救生以及民用工程爆破、火药动力等装置中最初作用且最敏感的元件，其安全性和可靠性是整个应用系统安全与可靠作用的关键。在现代日益恶劣的电磁环境下，传统火工品的安全性、可靠性将受到严重的挑战。然而新型微电子火工品的问世，彻底改变了火工品的局面，并成为近年来火工领域研究的热点，尤其是其中的SCB(Semiconductor Bridge)火工品[1]。
SCB(Semiconductor Bridge，以下简称SCB)火工品一开始是指利用半导体膜做发火元件的一类电火工品，后来发展为包括金属-半导体复合膜做发火元件，并利用微电子集成技术，使火工品具有逻辑功能的一类火工品。SCB火工品具有高安全、高可靠性、高同步性、高工艺一致性、低发火能量以及能与数字逻辑电路组合等一系列优异性能，它的诞生是电火工品一次革命性的飞跃[2]。
SCB火工品诞生于1968年[3]，真正开始引起人们重视是80年代中期，美国山迪试验室对SCB火工品进行了研究和完善，并于1985年申请并在1987年11月获准专利[4]，最先是用在军事上，由于其优异的性能，很快就开始转入民用领域的研究。在军事上，SCB火工品现在已经用于灵巧和智能武器、卫星、弹药等，发展前景非常看好，是取代桥丝式火工品的最佳低输入能火工品。在民用上，由于SCB作用时间的准确性，使SCB火工品在矿业开采工程中得到充分利用，鞥理想地用于微差爆破，使一系列爆炸按照设计的顺序进行，并保证各次爆炸的时间间隔准确无误。Robert W.Bickes报道了美国新墨西哥州桑迪亚国家试验室研究的SCB成功地应用于地面采矿。另外汽车的安全气囊等也对发火装置的小型化和安全性提出了更高要求，SCB作为保护气囊的点火器具有传统的桥丝式点火器无法比拟的优点，所以在汽车安全气囊上也有应用的专利申请[5,6]。
SCB的作用特点[1,2,7,8]具有：（1）SCB的体积约为桥丝的1/30，所需发火能量至多为其1/10；（2）由于SCB与衬底，其不发火能量等于全发火能量的80％，比桥丝式的散布精度高，安全性好；（3）SCB具有负阻效应，作用时间比桥丝快1~2个数量级，因而同步性好；不发火性能优良，其防射频、抗静电和杂电的性能好；采用现代微电子设计与制造工艺，可采用微电子延期电路控制延迟时间，延期精度高，时间精度可高达0.5％；可与复杂数字电路组合，连接微型机或者数字电路，接受特定编码信号的控制；在SCB火工品上安装光电管类光电阵列元件，可构成以光或激光为激光源的光电火工品。（6）自动化大批量生产，一致性好，价格合理。所以SCB火工品被认为是桥丝式火工品的理想取代品。
1.2 SCB火工品发火机理研究现状
关于SCB的作用机理，国内外的学者有着不同的研究，最早是由Sandia试验室提出的[9]：一个快速上升的电流脉冲通过SCB时，首先使材料气化，进而加热并形成等离子体，以至含能材料内部充满硅和金属蒸汽，并凝固在含能材料上，再由其凝固热使含能材料被加热到发火温度，从而实现点火或起爆。