含能材料靜電火花感度的測定方法及數據分析公式

更新時間：2023-03-27 點擊次數：3299

一、實驗原理：

靜電火花對藥劑的起爆或引燃作用，可等效地看成一只充電到一定電壓的電容器對置于一定形狀電極間的試樣放電。測定試樣50％發火能量E₅₀或發火電壓的均值估計值即為試樣的靜電火花感度。

二、實驗儀器及試劑

1．主要儀器（靜電火花感度測試儀）：

（1）靜電感度儀：必須符合相應的要求，并定期檢查；
（2）天平：分度值0.1mg；
（3）水浴烘箱：控溫精度±2℃。
（4）干燥器

2．主要試劑及材料：

試劑：火工品藥劑；

材料：無水乙醇；細紗布等。

三、實驗步驟

1. 試驗準備

（1）試驗樣品準備：
將試樣放在55~60°C的溫度下烘干4h，然后放入干燥器中冷卻干燥2h以上備用；干燥器中的相對濕度不超過40%。
（2）電極準備：
將針電極和板電極用工業乙醇洗于凈，在55～60°C的溫度下烘干2h。將絕緣套用工業乙醇洗干凈，用干凈紗布擦拭后放入烘箱在40～50°C的溫度下烘干10min。
（3）靜電感度儀準備：
儀器安裝和校驗應符合圖紙和標準要求，各部分處于正常工作狀態；高壓部分用無水乙醇、細紗布擦拭干凈，不得有水氣、灰塵或其他臟物；根據試驗需要選擇電容、間隙、串聯電阻等，選擇定容勺，使每發試樣量在20~30mg。
（4）實驗室準備：
實驗現場設置接地棒，參試人員裝配樣品前釋放靜電；開啟控溫、控濕設備，使實驗室溫度保持在15~25°C，相對濕度保持在50％～60％范圍。實驗室溫、濕度穩定后進行試驗。

2.試驗過程

（1）將絕緣套和板電極安裝在一起組成樣品室。用定容勺挖取試樣，放入樣品室內，使其平鋪在板電極上。用透明膠紙密封樣品室，共準備30個。
（2）將電極間隙按要求的距離調整好，裝上樣品室。
（3）按要求的電壓對電容充電，充電完成后，對樣品放電。注意：高壓充電后參試人員勿接近高壓源，防止高壓觸電。
（4）每放電一次，針電極、板電極和試樣必須更換。試樣發生冒煙、燃燒、爆炸均判為發火。
（5）試驗按升降法進行。如果一發試驗被判為發火，則下一發試驗的充電電壓值降低一個固定電壓值；如果一發試驗被判為不發火，則下一發試驗的充電電壓值上升一個固定電壓值。
（6）一發試驗樣品的放電電壓和發火狀況按試驗順序記錄在記錄本上。
（7）試驗后的廢棄物分類收集，廢樣品按規定處理。試驗后對樣品爆炸室內廢樣品的清洗應當在通風柜內進行，防止粉塵、有毒有害氣體損害人體健康。

四、數據處理及分析

1.試驗有效發數的確定

試驗開始與試驗結尾的連續發火或連續不發火的發數為無效試驗發數，但是其中最靠近試驗有效發數的那一發記為有效發數。

2.50%發火電壓（V₅₀）的計算

V₅₀=V₀+d[（A/N）±（1/2)]

式中 V₀——測試電壓最小值，V；

d——測試步長，kV；

N——∑n_i或∑n_i^‘；

A——∑in_i或∑in_i^‘；

n_i——各試驗電壓對應的發火頻數；

n_i^‘——各試驗電壓對應的瞎火頻數。

選用發火數據時公式取“-"號，選用不發火數據時公式取“+"號，發火數與不發火數相等時任意選一狀態計算，不相等時選N小的數計算。

3.標準偏差（s）的計算

（1）s=f（M）d kV 當M≥0.4時

式中M——等于NB-A₂;

B——∑i2n_i或∑i2n_i^'

（2）s=1.620d（M+0.029） kV 當 0.30<M<0.40時

4.50%發火能量（E₅₀）的計算

E₅₀=0.5Cv²₅₀

式中 C——電容，F；

V₅₀——50%發火電壓，V。

五、安全預防

在靜電火花試驗中，高壓充電放電有較大的風險，測試人員一定要嚴格按照安全操作規程進行測試。高壓充電后，參試人員禁止接近高壓源，防止高壓觸電。另外，測試人員裝配樣品前必領通過實驗室接地棒釋放靜電。嚴禁將火柴等易燃物帶入，不準穿帶釘子的鞋，不準使用明火。參試人員必領嚴格遵守靜電火花感度試驗安全操作規程，穿戴好勞動防護用品，保持實驗室通風良好。