SCB火工品等离子体温度特性测试+文献综述(3)
鉴于此，Benson D.A.等人[10]认为SCB只有在形成后期放电时才可以形成等离子体，从而实现药剂点火。Larsen M.E.认为引起SCB点火可能是热转换机理：（1）热传导，（2）热辐射，（3）冲击波，（4）光的特性吸收，（5）等离子体的渗透热。并且通过理论计算和试验推论排除了光辐射作用，冲击波作用和光的特征吸收机理，从而综合认为SCB点火可能是由等离子体的渗透热引起的。
Ewick D.W.等[11]在桥质量不变的情况下，对0.5μm、1μm、2μm三种厚度的SCB进行了“裸桥”试验，发现它们都能在基本相同的能量下转变为等离子态，对于相同的SCB的功率-时间特性曲线，在输入电能足够大（35V）时，特征曲线上会出现两个峰（硅熔化造成的峰和等离子体造成的峰），但在输入电能不够大（30V）时，特征曲线上只出现了硅熔化造成的峰，最终认为SCB在输入能量足够大时，等离子体使药剂点火，当输入能量较小时，药剂点火是由熔化硅在药剂表面的冷凝放热引起的。
Kim Jong-Uk 等[12]人使用数码CCD相机得到了等离子体横向和纵向膨胀速度分别是1.15×103m/s和0.55×103m/s。由此认为等离子体扩散产生的冲击波不足以实现点火。然而，Kim Jongdae等[13]在分析SCB作用机理时，认为除了硅蒸汽的凝固热用来加热含能材料外，还应该考虑等离子体迅速扩散产生的冲击作用。
Lee Kye-Nam等[14]认为SCB的质量也是影响点火性能的重要因素，与火工品点火所需能量密切相关。当输入能量相等时，如果桥体质量过大，所加入的能量不足以形成等离子体，其作用机理就是桥丝式火工品的热传导机理；如果质量过小，气化形成的等离子体少，也不能使药剂可靠发火 。
胡剑书等[15]认为SCB的作用机理为：一方面在高温下，重掺杂的SCB容易形成高温等离子体放电，产生高能冲击波引爆炸药；另一方面硅气化后形成的蒸汽在加热过程中不断地扩散到炸药颗粒的空隙中，并凝结在其表面使炸药的温度升高。因此，SCB的药剂点火不仅有冲击波作用也有蒸汽的加热作用。
严谨容[16]通过对比空桥和沾药后SCB的电爆特性，发现空桥不能点火的电压时，沾药后却有可能发火，所以SCB的点火机理也不能全部归因于等离子体点火。
刘明芳[17]认为在输入能量足够大时，SCB点火原理为等离子体点火，输入能量不够时，SCB点火原理为热点火。
目前关于SCB火工品的作用机理，普遍认为是微对流作用机理[18]，即当SCB通以脉冲电流时，硅桥材料因焦耳热迅速气化并在电厂作用形成4100K~6000K弱等离子体放电，等离子体迅速扩散到装药中，使装药受热达到着火温度而发火。
1.3 SCB芯片结构参数对电爆性能的影响
SCB火工品的核心是SCB芯片，其结构和性能直接影响到SCB火工品的性能。SCB芯片是利用微电子加工工艺，在半导体基材中进行重掺杂并形成发火桥，该桥在适当的电流作用下产生雪崩效应，迅速气化形成等离子体，引发火工药剂作用。典型的SCB芯片结构[2]如图1.1所示，桥呈“H”形，由夹在硅（或蓝宝石）基片与焊接区之间的重掺杂多晶硅构成，掺杂浓度约为每立方厘米7×1019个原子。SCB用长（L）、宽（W）、厚（t）来描述，桥长L是指焊接区之间的距离，桥的厚度T是指重掺杂多晶硅的厚度。长宽比又决定了SCB的电阻。
图 1.1 SCB芯片结构图
为了降低SCB的发火能量。研究者从桥的设计方面进行了各种有效的研究，主要分为两个方面：桥结构设计（桥的尺寸[19]、形状[20]、质量[21]）和桥类型设计[22]。
Ewick D.W.等[11]根据点火试验结果，分析了SCB参数对点火的影响。在桥膜材料质量一定的条件下，选择长宽比为0.3，厚度分别为0.5μm、1μm、2μm的SCB，对球磨BNCP进行了一系列的点火试验。结果表明在桥膜质量不变的情况下，厚度大的桥，单位面积上产生的等离子体多，对应等离子体密度高，点火更可靠；厚度小的桥，等离子体密度小，点火的可靠性要低一些。此外试验还考察了球磨BNCP粒度和桥厚度的比例对点火性能的影响，得出了点火试验中桥膜厚度与颗粒大小相匹配的重要性。
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