加速寿命时间点与桥丝材料电阻变化的关系研究

江西省新余市第四中学 胡亦安

加速寿命时间点与桥丝材料电阻变化的关系研究

江西省新余市第四中学 胡亦安

在湿度条件、温度条件恒定的情况下，不同的桥丝材料电极电阻，在加速寿命试验中，各个时间点上都会产生一定的变化。在不同寿命时间点中，对电阻均值进行了t显著性检验。经本文研究结果表明，在室温下贮存20天；在95%湿度、50℃的条件下分别贮存9天、14天、21天，金丝电极电阻的初始电阻，均发生了显著的改变，而镍铬丝电极电阻，并没有产生显著的变化。

加速寿命点；桥丝材料；电阻变化

前言

桥丝是一种重要的材料，在很多领域都有着广泛的应用。尤其是在电火工品当中，其更是发挥着至关重要的作用。在桥丝材料中，其电阻变化情况，对其实际应用性能有着直接的影响。而在不同的加速寿命时间点上，不同桥丝材料，其电阻值也会产生不同的变化。基于此，本文通过试验的方式进行了研究，进而探索了加速寿命时间点与桥丝材料电阻变化的关系。

1.桥丝材料电阻变化的基本概述

作为一种重要的能量转换装置，桥丝式电火工品在很多领域中都有着重要的应用。其中，桥丝是一个十分重要的部分，输入的电能通过桥丝转换为热能，向药剂传递热量，使其产生化学反应[1]。如果桥丝中达到一定的电流值，桥丝所转换的热能，和电阻值之间，具有正比的关系。而如果桥丝的电阻值发生变化，其能量转换阈值、能量转换效率等都会产生变化，进而会对产品质量产生相应的影响。所以，在桥丝电阻的使用、贮存、生产当中，对于相应电火工品质量及合格率的判断，通常将桥丝电阻的变化作为关键性的参数指标。在产品的生产当中，在不同温度及湿度环境下贮存一段时间之后，焊好的电极可能发生电极电阻超差的情况，进而对产品质量造成不良影响。基于此，本文选择金丝、镍铬丝为例，通过试验的方式，研究了在不同的贮存时间点条件下，不同桥丝材料电极电阻的变化情况，从而了解湿度、温度等环境条件对电火工品电极电阻的影响。

2.加速寿命点与桥丝材料电阻变化的关系试验

2.1 实验电极与加速寿命试验

在特定的湿度和温度环境中，对所有的电极进行加速寿命试验，采用电雷管电极生产工艺制作金丝桥丝材料，采用电爆管电极生产工艺，制作镍铬丝桥丝材料。根据企业标准的火工品加速寿命试验方法，将某非密封包装的电雷管电极、电爆管电极进行20天的室温环境贮存，然后在95%湿度环境、50℃温度环境下，分别进行3天、9天、14天、21天的加速寿命试验。在各个贮存时间点中进行取样，然后在干燥器中进行2小时的冷却，对其电阻变化、外观变化等进行观察和检测。

2.2 试验结果及试验分析

在不同的贮存时间点中，取样进行观察，能够看出，在加速寿命试验的第9天时，金丝和镍铬丝电极焊点都发生了金属光泽暗淡消退的情况。随着贮存时间的不断增加，越来越多的产品开始失去原有的金属光泽。与套在电极外面的管壳径向膨胀尺寸相比，电极的径向膨胀尺寸更大，而在电极塞、管壳相互接触的位置，并未发生肉眼可见的服饰情况，同时也没有形成新的物质成分[2]。在不同贮存时间点上，分别对金丝电极、镍铬丝电极的电阻值进行测量。根据得出的结果能够看出，金丝电极、镍铬丝电极在完成焊接之后，在干燥、室温的状态下放置20天，二者的电阻值都产生了一定的改变。其中，金丝电极平均电阻变化率为7.68%，镍铬丝电极平均电阻变化率为0.20%，金丝的电阻变化率显然更大。在加速寿命试验当中，设定了恒定不变的湿度条件和温度条件，发现在不同的时间点当中，金丝的电阻值和加速寿命试验之前相比，都产生了一定的改变。当电阻测试环境一定的时候，会发现其电阻值的变化趋势是逐渐缩小[3]。在第9天、第21天的时候，发现电阻值发生了增加，其原因主要是增加了测试环境的温度。另外，在加速寿命试验当中，镍铬丝的电极电阻住友第9天、第21天的时候，因为增加了测试环境的温度，因而其电极电阻值发生了一定的增加，而在其它的贮存时间点当中，与加速寿命试验之前相比，电极电阻值均未发生明显的变化。

根据以上的实验研究结果能够得出，桥丝电阻在室温环境下贮存20天之后，其电阻值之所以会发生变化，主要是由于与镍铬丝材料相比，金丝的可塑性、延展性更为良好，而在进行焊接的时候，桥丝材料受到拉力长度增加，因而产生了弹性形变，而在室温环境中贮存一段时间之后，桥丝会恢复到原有的状态，所有电阻值会发生降低[4]。同时，在室温环境下，对桥丝材料进行贮存，贮存时的温度比电极焊接时的温度低很多。并且在电极焊接的时候，电烙铁通常都具有很高的温度，会对桥丝材料产生加热的效果，导致桥丝材料由于热膨胀而产生形变，其轴向变形量比径向变形量更大。而在相对较低的室温环境下，桥丝由于冷却而发生收缩，轴向形变辆比径向形变量大，所有与刚刚焊接好之后的桥丝材料相比，其电阻值也会有所降低。此外，桥丝电极焊接完成之后，需要进行相应的清洗，在清洗的过程中，产生的振动等影响，也会在一定程度上造成电极电阻值的改变[5]。而与金丝材料相比，镍铬丝由于可塑性、延展性相对较差，所以以上这些因素并不会对其产生较大的影响，因而镍铬丝材料的电阻值没有产生显著的变化。

3.相关因素的显著性分析

为了对电极电阻能否受到环境湿度、温度的显著性影响，采用t检验法，对不同贮存时间点上，电阻均值情况进行显著性检验，以判断在不同贮存时间点中，金丝和镍铬丝电极电阻是否存在显著性差异。显著性水平取α=0.05，原假设取H0为u1=u2，备择假设H1为u1≠u2，其中，u1和u2分别表示不同贮存时间点上，电极电阻的均值[6]。则构造统计量公式为：

4.结论与展望

经本文研究表明，金丝电极电阻会受到湿度和温度环境的较大影响，但镍铬丝电极电阻并不会受到显著影响。随着贮存时间的增加，金丝电极电阻值会发生明显的变化，而镍铬丝电极电阻值则不会发生明显的改变。在完成桥丝电极焊接之后，由于金丝电极会受到较大影响，所以应先放置一段时间，使金丝桥丝的形变自行恢复，再将测的的电阻值作为初始电阻值。在金丝电极电阻火工品性能及质量检验中，可以将金丝电极电阻作为敏感参量指标进行衡量。但是，镍铬丝电极电阻由于不会产生显著的变化，因此在镍铬丝电极火电工品的性能质量监测当中，不能将其作为一个敏感参量指标。

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[3]于鸿源,严楠,陈树肖,王洪波．基于电路仿真的桥丝式电火工品静电危害预测[J]．含能材料,2015,07:682-687．

[4]姚则武,方向东．影响某型桥丝电底火作用时间因素分析[J]．四川兵工学报,2014,04:22-25．

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[6]李创新,沈瑞琪,刘卫,陈玲,孙晓霞,崔云航．高加速度冲击过载下桥丝式电雷管的损伤特性研究[J]．火工品,2012,03:1-4．

[7]焦清介,周庆,臧充光,杨贵丽．塑料与玻璃基体Ni-Cr桥丝爆发规律研究[J]．北京理工大学学报,2012,10:1009-1013．