端家榮，陶培培，韓 震，朱順官

(1.南京理工科技化工有限責任公司，江蘇 南京 211151;2.南京理工大學 化工學院，江蘇 南京 210094)

0 引言

近年來，電子數碼雷管在國內發(fā)展較好，因其擁有較高的安全性、方便性、發(fā)火可靠性及準確的延期時間等優(yōu)勢，被廣泛應用于隧道挖掘爆破、城市拆除爆破等工程中。 電引火藥頭是電子數碼雷管的基本發(fā)火元件，也是其核心部件。 電引火藥頭的作用機理為:通電后，電能在橋絲上被轉化成焦耳熱，升溫后加熱周圍的引火藥并發(fā)生化學反應，能量不斷累積，直到引火藥頭發(fā)火，起爆藥或延期藥被點燃，最后，整個電雷管爆炸。 其中，引火藥的感度對電引火原件的感度有重要的影響，繼而對電雷管的感度產生影響。 如果感度很低，雷管會產生瞎火或拒爆的情況，增加了工程在后期開展時的危險；感度過高，安全性無法保證。 電引火藥頭的理想性能是化學安定性好、點火能力強、同步性好、發(fā)火可靠性和安全性好。 電子數碼雷管是當今起爆器材領域里發(fā)展與應用最快的雷管產品，電子雷管電引火藥頭的研究成為當下的熱點[1-3]，研究焦點主要集中在電雷管電引火藥頭上，如電雷管電引火藥頭的質量、電流強度對電引火藥頭發(fā)火時間的影響等[4-6]。 因此，需研發(fā)更加安全的藥頭生產技術。

目前，我國電雷管生產技術中，普遍采用鉛丹硅系外加DDNP 或木炭氯酸鉀系點火藥頭，少數采用苦味酸鉀點火藥頭。 鉛丹硅系點火藥頭精度好、發(fā)火可靠性高，但是，其摩擦感度、撞擊感度高，在點火頭生產過程中及雷管裝配時容易發(fā)生危險，不利于安全生產。 木炭氯酸鉀系藥劑摩擦撞擊感度低，但是，藥劑容易吸潮，延期精度差，對點火藥頭金屬部位腐蝕性大，庫存時間稍長會導致電阻絲腐蝕、易斷，造成點火藥頭無法點燃，出現重大質量問題[7]。 并且，2 kg 落錘從80 cm 落高進行撞擊試驗時，這些點火藥頭無法滿足抗撞擊性指標要求，除非在藥頭上加裝防護套，但又增加了生產成本。 因此，研制一種可靠性能高、感度低的點火藥頭，為電雷管的生產、運輸、儲存及使用提供支持，是電子雷管生產企業(yè)亟須解決的問題。 通過在含氧酸鋁熱劑中加入物質YJ，優(yōu)化藥頭結構，降低藥劑感度，并將藥頭組裝成數碼電子雷管后經撞擊試驗、發(fā)火可靠性和延期精度等測試，驗證其技術指標。

1 點火藥頭設計與制備

改進的點火藥頭配方如下:將火工藥劑含氧酸鋁熱劑和8%賽璐璐膠以質量比1 ∶1 進行混合后，攪拌均勻，進行點火藥頭蘸制，作為藥頭的第一層；然后，用磁力加熱攪拌器將低熔點、中黏性物質YJ在它的熔點以上熔融后，再將含氧酸鋁熱劑按同樣的重量混入，調成適宜的漿料，再進行藥頭蘸制，作為藥頭第二層。 第一層藥頭質量控制在3 ～5 mg，第二層藥頭質量控制在13 ～15 mg。 第一層藥劑必須將電阻絲包裹緊密，藥球頭大小適中，不能有氣孔、露電阻絲破球等現象，第二層藥劑大小以將內層藥劑包裹三分之二以上為宜。 點火藥頭涂抹好后送進烘干室烘干，水分控制在0.6%以下，取出再在點火藥球頭外部蘸一層防潮漆，再次進行烘干后備用。 該藥頭是一種復合型藥球頭結構，能綜合利用各藥劑的優(yōu)點。

2 數碼電子雷管試驗測試

2.1 發(fā)火可靠性和延期精度測試

將改進的點火藥頭和電子芯片連接，裝配成數碼電子雷管，進行發(fā)火可靠性和延期精度測試，測試結果見表1 和表2。

表1 發(fā)火可靠性試驗結果

表2 延期精度試驗結果

由表1 可知，10 組共計2 000 發(fā)電子數碼雷管全部發(fā)火，發(fā)火率100%，該電子雷管具有較好的發(fā)火可靠性。 由表2 可知，該電子雷管的延期精度誤差較小，性能穩(wěn)定可靠，符合標準要求。

2.2 抗撞擊性能試驗

將數碼電子雷管進行落錘質量為2 kg，落高80 cm 的撞擊試驗，與廠內正在使用的苦味酸鉀和硝酸肼鎳點火藥頭做對比，測試結果見表3。

表3 撞擊試驗結果

由表3 可知，在進行2 kg 落錘80 cm 落高的撞擊試驗中，苦味酸鉀點火藥頭發(fā)火20 發(fā)，發(fā)火率為1%，硝酸肼鎳點火藥頭發(fā)火12 發(fā)，發(fā)火率為0.6%，而改進的點火藥頭沒有發(fā)火，發(fā)火率為0。從試驗結果可知，改進后的點火藥頭的撞擊感度較低，明顯優(yōu)于苦味酸鉀和硝酸肼鎳點火藥頭，提高了電子雷管生產中的本質安全性。

2.3 抗直流性能試驗

將電子數碼雷管按照標準WJ9805—2015《工業(yè)數碼電子雷管》進行抗直流性能試驗，測試結果見表4。

表4 抗直流性能試驗結果

由表4 可知，該點火藥頭通過抗直流性能試驗，符合標準要求。

2.4 抗交流性能試驗

將電子數碼雷管按照標準WJ98055—2015 進行抗交流性能試驗，測試結果見表5。

表5 抗交流性能試驗結果

由表5 可知，該點火藥頭通過抗交流性能試驗，符合標準要求。

2.5 抗靜電性能試驗

將電子數碼雷管按照標準WJ98055—2015 進行抗靜電性能試驗，測試結果如表6。

表6 抗靜電性能試驗結果

由表6 可知，該點火藥頭通過抗靜電性能測試，符合標準要求。

3 結論

1)經過發(fā)火可靠性和延期精度測試，改進后的點火藥頭穩(wěn)定性好，延期精度高。

2)經撞擊試驗，該藥頭撞擊感度低，提高了電子雷管在生產運輸中的安全性。

3)經過抗直流、交流、靜電性能測試，該電子雷管抗雜散電流能力強，提高了電子雷管在使用中的安全性能。