电爆炸

强大的电流通过金属、非金属细丝或金属箔时，电阻的加热作用会使相当大的能量在丝或箔内迅速积聚，使丝或箔发生相变，发生爆炸声和闪光，这种复杂的物理过程称为爆炸丝或箔的放电爆炸，简称电爆炸。金属丝或箔的放电爆炸过程大致有如下几个阶段：①固态加热;②熔化；③液态加势；④气化膨胀;⑤电弧击穿。丝或箔气化膨胀的结果，在周围介质内产生冲击波(即激波)，冲击波的强度可按点源或线源瞬时释能所产生的球面或柱面冲击波强度来计算。电爆炸能量释放的过程取决于不同阶段中丝或箔电阻的变化。在固态加热和液态加热阶段，电阻均随温度而增加。在气化膨胀阶段，由于丝或箔的固态截面随气化而缩小，电阻迅速增大。如果电阻达到某一最大值后，电压仍足够高，则部分蒸气发生电击穿，电阻又复下降。随后，击穿范围增大，电弧增大。但后阶段性质复杂，至今尚未研究清楚。根据美国的T.J.图尔克的理论研究和实验测定，在电爆炸过程中，金属电阻率ρ的变化和比作用量有如图所示的对应关系，其中i为电流密度;t为通电时间。图上用虚线把各阶段分开，曲线下的面积表示放电能量。每一种金属丝在爆炸时刻所对应的比作用量是一定的。例如，对于铜为1.73×10安·秒／毫米;对于铝为6.5776×10安·秒／毫米。

放电爆炸现象的研究工作早在18世纪就已经开始。1773年英国的E.奈恩在伦敦皇家学会报告了他用64个莱顿瓶放电使一根直径为0.15密耳(约为3.81×10毫米)的铁丝爆炸。1920年美国的J.A.安德森用爆炸丝作过高温光谱研究。50年代以来，由于新的微秒技术和仪器的发展，以及快速放电电容器组的出现，放电爆炸过程的研究进展很快。放电爆炸目前已在如下几个方面得到应用：①在电路中设置保险丝以防过载；②制作各种引爆器，如用爆炸丝做成的雷管比较完全；用爆炸箔做成飞片雷管；用爆炸丝做成网格起爆炸药薄膜，可以得到大面积的平面起爆器；③放电爆炸加工，用爆炸丝爆炸产生的冲击波加工部件；④用金属薄膜放电爆炸推动塑料薄膜飞片，做成电炮，可用以测定冲击载荷下材料的力学性能和起爆钝感炸药。近年来，放电爆炸又成为产生高密度等离子体的一种方法，用以研究等离子体箍缩和原子核的聚变等效应。

参考书目 W.G.Chace and H.K.Moore， Exploding Wires，Vol.1～4，Plenum Press，New York，1959，1962，1964，1968.