水中铝丝和铜丝电爆炸特性的实验研究

摘要

针对水中金属丝电爆炸冲击波技术的负载材质选用问题，对比研究了具有相同长度和初始电阻的铝丝、铜丝水中电爆炸的放电特性和冲击波特性。采用初始储能约53.5 kJ的脉冲电流源驱动4组铝丝和铜丝产生电爆炸，测量放电过程中的负载电压、回路电流与冲击波压力波形，并计算电功率、沉积能量及冲击波冲量密度等。实验结果表明：铝丝电爆炸具有更快的相变过程，而铜丝电爆炸具有更高的电压峰值、电功率峰值，相应地具有更快的击穿/电离过程以及更低的等离子体电导率；铝丝和铜丝电爆炸在相变过程的沉积能量相似，但前者在电压峰值后的沉积能量更多，总沉积能量更多；4组对比实验铝丝电爆炸产生的冲击波的峰值压力、冲量密度和能量密度相较于铜丝电爆炸分别高出1%～9%、55%～87%和33%～62%。

关键词

水中金属丝电爆炸 / 负载材质 / 放电特性 / 冲击波

基金资助

国家重点研发计划资助项目（2020YFA0710500）