含气隙的铝丝电爆炸特性

在金属丝电爆炸法批量制备纳米颗粒的工业生产中,金属丝在连续送丝工作模式时与高压电极间存在气隙,为此基于实验和数值模拟研究了气隙对铝丝电爆炸特性的影响。在常压空气介质条件下,由送丝装置往高压电极板输送直径0.4mm的铝丝进行电爆炸实验,采用高速相机对整个送丝过程进行光学诊断,获取了不同电压下的气隙击穿长度,并建立比作用量模型和Rompe-Weizel的火花电阻模型对考虑气隙的电爆炸波形进行了电路模拟。研究结果表明气隙击穿长度与充电电压之间呈现正比关系,其比例约为20 kV/cm,空气间隙对电爆炸的影响较小,增加充电电压可有效提高能量沉积速率加快相变过程。连续送丝时,气隙击穿长度会随着爆炸次数增加而减小。