阅读说明：本技术 一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方及制备方法 (Medicament formula and preparation method of ultrahigh-energy broadband electromagnetic pulse weapon ) 是由 王浩静 马俊 黄阳飞 黄微波 樊黎君 李尚尉 张博寅 于 2018-10-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方及制备方法,其中药剂包括金属粉末、碱金属盐、粘结剂和固化剂,其中金属粉末占金属粉末与碱金属盐混合粉末总质量的(5-60)％；粘结剂的质量为混合粉末总质量的(1-30)％；固化剂的质量为粘结剂质量的(1-20)％。本发明药剂,原材料来源广泛；该工艺具有操作简单,安全可靠。(The invention relates to a medicament formula and a preparation method of an ultrahigh-energy broadband electromagnetic pulse weapon, wherein the medicament comprises metal powder, alkali metal salt, a binder and a curing agent, wherein the metal powder accounts for 5-60% of the total mass of the mixed powder of the metal powder and the alkali metal salt; the mass of the binder is (1-30)% of the total mass of the mixed powder; the mass of the curing agent is (1-20)% of the mass of the binder. The raw materials of the medicament are wide in source; the process is simple to operate, and is safe and reliable.)

一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方及制备方法

技术领域

本发明属于含能材料领域，涉及一种含能等离子体工质配方，本发明旨在提供一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方。

背景技术

电磁脉冲武器是将电磁频谱能量集中投射的一种武器系统，其特点就是能量集中，使投向目标物的能量密度很高，可由直接照射及耦合侵入的热能累积效应造成目标物损坏，并造成微波同频段的严重干扰。电磁脉冲是短暂瞬变的电磁现象，它以空间辐射传播形式，透过电磁波，可对电子、信息、电力、光电、微波等设施造成破坏，可使电子设备半导体绝缘层或集成电路烧毁，甚至设备失效或永久损坏。主要体现在：强大的电磁脉冲建立的瞬间电场，使通讯系统内部电场重新分布，形成电涌电压，对通讯信号系统造成损坏；通讯系统内部电场瞬间重新分布形成涌流，对通讯信号系统造成损坏；强大的电磁场，穿过通讯系统内部电路，产生很大或较大的感生电流，造成通讯信号差模干扰，损坏系统；强大的电磁脉冲中丰富的频谱，微电子器件极易产生谐振发热损坏。

电磁脉冲武器主要包括核电磁脉冲弹和非核电磁脉冲弹。核电磁脉冲弹是一种以增强电磁脉冲效应为主要特征的新型核武器，非核电磁脉冲弹，目前是利用***压缩磁通量的方法产生高功率微波的电磁脉冲武器；由于核的使用限制，非核电磁脉冲弹更优，常用的非核电磁脉冲弹主要有***化学***型、正在研究的电场加速等离子体型和直接产生等离子体型三种方式，***的化学***型电磁脉冲弹产生的电磁脉冲由于转化效率低，电磁场峰值强度相对较小，传输距离有限，破坏能力较弱，限制其使用；正在研究的电场加速等离子体型电磁脉冲弹通过磁通量压缩发生器或磁流体力学发生器向虚阴极振荡器供电产生吉瓦量级的微波，再由天线向外定向发射，属典型的窄带，打击目标相对固定，而且存在电源过大，系统结构复杂等问题；因此，研究直接产生等离子体型电磁脉冲武器具有重要的意义。

产生等离子体主要有热致电离、气体放电、激光照射、高功率微波激励等方法。其中热致电离是产生等离子体的一种最简单的和最适合于武器装备使用的方法。自然界中碱金属元素电离能最低，但由于其活泼的化学特性，不易用于实际操作，故可选用碱金属盐作为替代品。将碱金属盐加入，设计新的配方，可以直接产生较高密度的等离子体，等离子体产生较高的电磁场，从而产生较强的电磁脉冲，使目标物毁伤。因此，研究直接产生等离子体型电磁脉冲武器的工质对发展高能量密度、宽频段和大面积毁伤电磁脉冲武器提供了含能等离子体工质保障。

本发明的目的是提供一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方。为了达到所需的要求，本发明采取以下技术方案：

一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方，其特殊之处在于：包括金属粉末、碱金属盐、粘结剂和固化剂，

其中金属粉末占金属粉末与碱金属盐混合粉末总质量的(5-60)％；

粘结剂的质量为混合粉末总质量的(1-30)％；固化剂的质量为粘结剂质量的(1-20)％。

进一步的，粘结剂为双酚A型环氧树脂，固化剂为三乙烯四胺和乙二胺两种中的任意一种；

或粘结剂为不饱和聚酯树脂，固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮三种中的任意一种；

或粘结剂为聚叠氮缩水甘油醚或端羟基聚丁二烯，固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)四种中的任意一种。

本发明提供一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方，包括金属粉末、碱金属盐、粘结剂、固化剂和促进剂，

其中金属粉末占金属粉末与碱金属盐混合粉末总质量的(5-60)％；

粘结剂的质量为混合粉末总质量的(1-30)％；固化剂的质量为粘结剂质量的(1-20)％，促进剂质量为固化剂质量的(10-50)％。

进一步的，粘结剂为双酚A型环氧树脂，固化剂为三乙烯四胺和乙二胺两种中的任意一种，促进剂为三乙胺、二羟甲基丁酸(DMBA)和三-(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)三种中的任意一种；

或粘结剂为不饱和聚酯树脂，固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮三种中的任意一种，促进剂为三苯基铋(TPB)和二月桂酸二丁基锡(T12)两种中的任意一种；

或粘结剂为聚叠氮缩水甘油醚或端羟基聚丁二烯，固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)四种中的任意一种，促进剂为三苯基铋(TPB)和二月桂酸二丁基锡(T12)两种中的任意一种。

进一步的，碱金属盐为硝酸铯(CsNO₃)、碳酸铯(Cs₂CO₃)、氯化铯(CsCl)、硫酸铯(Cs₂SO₄)、硝酸钾(KNO₃)、氯化钾(KCl)、硫酸钾(K₂SO₄)、碳酸钾(K₂CO₃)、硝酸钠(NaNO₃)、碳酸钠(Na₂CO₃)、氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)中的任一种或者几种的混合物。

本发明一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂制备方法，包括以下步骤：

1)金属粉末与碱金属盐进行混合，得到混合粉末，其中金属粉末占混合粉末总质量的(5～60)％；

2)称量混合粉末；

3)配制粘结剂体系：

称量粘结剂、固化剂和溶剂，混合溶解，得到粘结剂体系；粘结剂的质量为混合粉末总质量的(1～30)％；固化剂的质量为粘结剂质量的(1～20)％；溶剂的量为(5～20)mL/50g混合粉末；

4)将步骤3)制备的粘结剂体系倒入步骤2)称取的混合粉末中，进行搅拌，直至溶剂完全挥发，得到药剂。

进一步的，粘结剂为双酚A型环氧树脂，固化剂为三乙烯四胺和乙二胺两种中的任意一种，溶剂为丙酮、二甲苯和正丁醇三种中的任意一种；

或粘结剂为不饱和聚酯树脂，固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮三种中的任意一种，溶剂为乙酸乙酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯三种中的任意一种；

或粘结剂为聚叠氮缩水甘油醚或端羟基聚丁二烯，固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)四种中的任意一种，溶剂为四氢呋喃和二氯甲烷两种中的任意一种。

本发明提供一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)金属粉末与碱金属盐进行混合，得到混合粉末，其中金属粉末占混合粉末总质量的(5～60)％；

2)称量混合粉末；

3)配制粘结剂体系：

称量粘结剂、固化剂、促进剂和溶剂，混合溶解，得到粘结剂体系；粘结剂的质量为混合粉末总质量的(1～30)％；固化剂的质量为粘结剂质量的(1～20)％；溶剂的量为(5～20)mL/50g混合粉末；促进剂质量为固化剂质量的(10～50)％。

4)将步骤3)制备的粘结剂体系倒入步骤2)称取的混合粉末中，进行搅拌，直至溶剂完全挥发，得到药剂。

进一步的，粘结剂为双酚A型环氧树脂，固化剂为三乙烯四胺和乙二胺两种中的任意一种，促进剂为三乙胺、二羟甲基丁酸(DMBA)和三-(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)三种中的任意一种，溶剂为丙酮、二甲苯和正丁醇三种中的任意一种；

或粘结剂为不饱和聚酯树脂，固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮三种中的任意一种，促进剂为三苯基铋(TPB)和二月桂酸二丁基锡(T12)两种中的任意一种，溶剂为乙酸乙酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯三种中的任意一种；

或粘结剂为聚叠氮缩水甘油醚或端羟基聚丁二烯，固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)四种中的任意一种，促进剂为三苯基铋(TPB)和二月桂酸二丁基锡(T12)两种中的任意一种，溶剂为四氢呋喃和二氯甲烷两种中的任意一种。

进一步的，碱金属盐为硝酸铯(CsNO₃)、碳酸铯(Cs₂CO₃)、氯化铯(CsCl)、硫酸铯(Cs₂SO₄)、硝酸钾(KNO₃)、氯化钾(KCl)、硫酸钾(K₂SO₄)、碳酸钾(K₂CO₃)、硝酸钠(NaNO₃)、碳酸钠(Na₂CO₃)、氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)中的任一种或者几种的混合物。

本发明所具有技术效果：

本发明为一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂配方，原材料来源广泛；该工艺具有：操作简单，安全可靠；经过在一种超高能量宽频电磁脉冲弹上试验验证，实测的峰值场强在(20-1000)KV/m，满足电磁脉冲武器的使用要求。具体有益效果体现在以下方面：将其压成药柱点燃后，测得的等离子体密度≥10¹³/cm³；将火***行业常用的粘结剂引入配方中，提高了反应的充分性，也增强了其可塑性。

附图说明

图1实施例1的电子密度散点图。

具体实施方法

通过以下举例的4个

具体实施方式

进一步阐述本发明，本发明并非局限于以下实施例。实施例中混合用的是黄铜工业标准筛网(100目)。

实施例1

称量5g铝粉和90g氯化铯，然后将其混合均匀；称量50g混合粉末倒入烧杯中待用；再称量0.5g环氧树脂，然后加入0.1g乙二胺，再加入0.01g三乙胺，再量取5mL丙酮倒入烧杯，搅拌均匀；将木筷放入烧杯中搅拌，将搅拌均匀的粘结剂溶剂边倒入盛有混合粉末的烧杯中边搅拌，随着搅拌，溶剂挥发结束后停止搅拌，通过特种工装将其压成一个药柱，测得其产生的等离子体密度见附图1。

实施例2

称量60g钛粉和40g硝酸钾，然后将其混合均匀；称量50g混合粉末倒入烧杯中待用；再称量15g不饱和聚酯树脂，然后加入0.225g过氧化甲乙酮，再加入0.075g环烷酸钴，再量取10mL乙酸乙酯倒入烧杯，搅拌均匀；将木筷放入烧杯中搅拌，将搅拌均匀的粘结剂溶液边倒入盛有混合粉末的烧杯中边搅拌，随着搅拌，溶剂挥发结束后停止搅拌，通过特种工装将其压成一个药柱，测得场强为54328.4V/m。

实施例3

称量15g铝粉、15g镁粉和70g硝酸铯，然后将其混合均匀；称量50g混合粉末倒入烧杯中待用；烧杯中称量2.5g GAP，然后加入0.25g IPDI，再量取8mL四氢呋喃倒入烧杯，搅拌均匀；将木筷放入烧杯中搅拌，将搅拌均匀的粘结剂溶液边倒入盛有混合粉末的烧杯中边搅拌，随着搅拌，溶剂挥发结束后停止搅拌，通过特种工装将其压成一个药柱，测得场强为76743.8V/m。

实施例4

称量40g铝基合金粉和60g碱金属盐(硝酸铯、碳酸铯、氯化铯、硫酸铯、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、硝酸钠、碳酸钠、氯化钠和硫酸钠各5g)，然后将其混合均匀；称量50g混合粉末倒入烧杯中待用；烧杯中称量2.5g HTPB，然后加入0.5g TDI，再加入0.15g TPB，再量取20mL四氢呋喃倒入烧杯，搅拌均匀；将木筷放入烧杯中搅拌，将搅拌均匀的粘结剂溶液边倒入盛有混合粉末的烧杯中边搅拌，随着搅拌，溶剂挥发结束后停止搅拌，通过特种工装将其压成一个药柱，测得场强为58967.3V/m。

实施例5

一种超高能量宽频电磁脉冲武器的药剂制备方法，采用加入粘结剂进行搅拌的工艺制备能够产生高能量密度等离子体的复合药剂配方。碱金属盐为硝酸铯(CsNO₃)、碳酸铯(Cs₂CO₃)、氯化铯(CsCl)、硫酸铯(Cs₂SO₄)、硝酸钾(KNO₃)、氯化钾(KCl)、硫酸钾(K₂SO₄)、碳酸钾(K₂CO₃)、硝酸钠(NaNO₃)、碳酸钠(Na₂CO₃)、氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)中的任一种或者几种的混合物。

2)称取粘结剂，加入溶剂进行溶解；粘结剂可选择双酚A型环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、端羟基聚丁二烯(HTPB)四种中的任意一种。

当粘结剂选择双酚A型环氧树脂时，必须要加入固化剂进行固化交联，固化剂可选择三乙烯四胺和乙二胺两种中的任意一种；为了缩短反应时间，可选择加入促进剂，促进剂可选择三乙胺、二羟甲基丁酸(DMBA)和三-(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)三种中的任意一种；溶剂可选择丙酮、二甲苯和正丁醇三种中的任意一种。

当粘结剂选择不饱和聚酯树脂时，必须要加入固化剂进行固化交联，固化剂可选择过氧化甲乙酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮三种中的任意一种；为了缩短反应时间，可选择加入促进剂，促进剂可选择环烷酸钴、十二烷基硫醇、二甲基苯胺三种中的任意一种；溶剂为乙酸乙酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯三种中的任意一种。

当粘结剂选择聚叠氮缩水甘油醚时，必须要加入固化剂进行固化交联，固化剂可选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)四种中的任意一种；为了缩短反应时间，可选择加入促进剂，促进剂可选择三苯基铋(TPB)和二月桂酸二丁基锡(T12)两种中的任意一种；溶剂可选择四氢呋喃和二氯甲烷两种中的任意一种。

当粘结剂选择端羟基聚丁二烯时，必须要加入固化剂进行固化交联，固化剂可选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)四种中的任意一种；为了缩短反应时间，可选择加入促进剂，促进剂可选择三苯基铋(TPB)和二月桂酸二丁基锡(T12)两种中的任意一种；溶剂可选择四氢呋喃和二氯甲烷两种中的任意一种。

所用的溶剂均为分析纯试剂；粘结剂的添加质量为混合粉末总质量的(1～30)％。固化剂的质量为粘结剂质量的(1～20)％，促进剂质量为固化剂质量的(10～50)％。

3)待溶解完全，将粘结剂溶液加入到称量好的混合粉末中进行搅拌，溶剂挥发完为止，得到药剂。