SCB火工品等离子体温度特性测试+文献综述(5)
图 1.4多层金属半导体复合桥结构示意图
（4）含能SCB
由Roland M.F等[32]在2004年发明并申请专利。其采用微电子制作工艺在金属半导体复合桥上分别溅射Zr、Hf、Al和CuO、Fe2O3、MnO2或Zr-Ti、B-Ti等复合膜，通过复合膜的反应热或晶格热来提高SCB的点火能力，结构如图1.5所示。由于在SCB上增加了可反应物质，靠金属及氧化物之间发生铝热反应或晶格热放出的大量的热和产生的火花使药剂发火，即使含能SCB和药剂之间的间隙增加到近3mm的情况下，起爆药仍能全部发火[32]。
图 1.5 含能SCB结构示意图
1.4 SCB火工品等离子体参数对发火性能的影响
在SCB点火过程中，SCB等离子体和药剂的作用是直接的，其参数对点火的影响是显然的，比如等离子体温度的改变，则火药单位面积所受的输入能量就不同，火药表面的升温状况就会发生变化，导致点火延迟时间不用，所以了解SCB作用过程中等离子体温度的变化规律，对研究SCB点火和起爆机理尤为重要。
Thomas K.A 等[33]人对SCB等离子体的发射光谱进行了研究，记录了300nm~650nm 范围的SCB等离子体的发射光谱，估算了不同装置和电路参数条件下SCB等离子体的温度。
Benson D.A.等[34]和Jongdae Kim等[35,36]分别利用相同方法研究了SCB等离子体的光电特性、光谱特性和等离子体温度。Jongdae Kim等[35,36]的试验结果表明，以铝为导线的SCB，产生等离子体温度范围 4100K~5500K，以钨为导线的SCB的SCB，产生的等离子体电子温度范围 5650K~6000K。由于缺少硅和导线材料在高温下的发射率，近似取发射率为0.7。Benson D.A.等分别估算了等离子体后期放电开始的温度为4200K，等离子体放电最亮时的温度为5500K。
Kim Jongdae等[37-39]人使用微波共振探针，在示波器上观察到电子密度随时间的变化规律。研究了不同焊接区材料的SCB产生的等离子体电子密度与输入能量的关系。研究发现：对铝焊接区，SCB等离子体电子密度随着输入能量增加而增加；对钨焊接区，SCB等离子体的电子密度开始随着输入能量增加而增加，当能量继续增加时电子密度保持不变。
张琳等[40-45]利用原子发射光谱法，建立了专门用于SCB等离子体温度和电子密度的测试系统，为SCB等离子特性参数的测量提供了简单有效的测试手段，为SCB等离子体的热力学参数和输运性质，包括密度、比热、粘度、热导率、电导率和热传导势等的计算提供了基础数据，无疑给药剂在等离子体作用下的热分解过程和点火机理的研究带来方便。
1.5 等离子体温度的测试方法
等离子体是一种电离度大于0.1％的电离气体，等离子体呈现电中性，被称为物质的第四态。SCB所产生的等离子体是低温等离子体，而电子温度是表征等离子体性质的一个重要参数，由于等离子体放电过程非常复杂，要实时准确测量电子温度值非常困难。等离子体诊断是一项综合性很强的技术，其方法大体上可分为主动式测量和被动式测量两大类[46,47]，主动式测量包括探针法、微波法、阻抗测量法等，被动式测量主要有Thomson散射法、光谱法等。其中，光谱法作为一种非介入诊断技术有着其他方法无可比拟的优势[48]，它对不同尺寸、均匀或非均匀等离子体等都可进行精确诊断，不仅适用于稳态还可应用于瞬态等离子体的测定。常用来诊断等离子体参数的光谱法包括发射光谱法，激光诱导荧光法，吸收光谱法，X射线光谱法等。
发射光谱作为一种等离子体诊断技术，因其所使用的仪器相对简单，并采用非接触测量，灵敏度高，响应速度快，可广泛地应用于各种等离子体性质的研究和参数的诊断。主要的发射光谱法有以下几种[49]：
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