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    • 1  半导体桥火工品：技术瓶颈与发展策略
    任炜
    2026(3):1-2.
    [摘要](1218) [HTML](0) [PDF 214.97 K](28)
    摘要:
    2  半导体桥火工品宽频电磁敏感度与失效特征分析
    张紫莹
    2026(3):41-47.
    [摘要](1133) [HTML](0) [PDF 670.71 K](2)
    摘要:
    本研究基于“能量耦合-器件响应-功能失效”的全链路分析框架，建立了半导体桥（SCB）火工品在10 kHz~18 GHz电磁环境下的敏感度评价方法。通过构建偶极天线-传输线-电热耦合理论模型，并结合HFSS-MATLAB协同仿真，识别出395 MHz、700 MHz及1 GHz附近的敏感频段。在此基础上，开展连续波辐照与发火验证试验，以电阻变化率≥10%或发火异常为判据，测得在450 MHz、720 MHz及1 GHz频点处感应电流与失效概率的定量关系，对应的临界感应电流约为50 mA（为最大不发火电流的7%）。结果表明，SCB在敏感频段的失效阈值显著降低，其失效模式遵循“过早引燃→桥区击穿→参数漂移”的3级演化规律。本研究形成的“仿真识别-试验标定-统计建模”技术路线，可为SCB的电磁兼容性设计与防护提供直接支撑。
    3  Al/Bi₂O₃含能薄膜增强半导体桥的电爆与火焰输出特性
    王云鹏
    2026(3):24-30.
    [摘要](1127) [HTML](0) [PDF 636.33 K](6)
    摘要:
    为提升半导体桥（SCB）在低压下的可靠性与能量输出，本文在桥区原位集成Al/Bi?O?含能薄膜，构建含能半导体桥（ESCB）。采用射频磁控溅射技术制备了总厚度2.8 μm、调制周期280 nm的多层Al/Bi?O?薄膜，SEM与XRD表征表明其结构致密、层状清晰，物相纯净。电爆测试显示：30 V低压下，ESCB临界激发时间（8.9 μs）与能量（3.73 mJ）较SCB显著降低；50 V高压下，火焰高度达12 mm，持续时间520 μs（约为SCB的1.8倍），燃烧区域覆盖桥区约3/4，且电爆总耗能提升46%。结果表明，Al/Bi?O?薄膜有效拓宽SCB工作区间，实现“低压易激发-高压强输出”的宽域能量增益，为微型起爆器件设计提供了有效技术路径。
    4  无铅钝感BLG-1半导体桥电点火头黏结剂优选与输出特性研究
    张丽歌
    2026(3):63-67.
    [摘要](1100) [HTML](0) [PDF 459.58 K](6)
    摘要:
    为发展高安全、低装药、环境友好的点火技术，本文以BLG-1（溴酸-4,4′-重氮-1,2,4-三唑合铜）为起爆药，半导体桥（SCB）为换能元，Zr/KClO4为点火药，研制了一种钝感半导体桥电点火头。系统评价了酚醛树脂、聚乙烯醇（PVA）和硝化棉3种黏结剂对药剂成型工艺、发火性能及输出威力的影响。结果表明，采用4%硝化棉为黏结剂的体系成型致密、工艺稳定，发火性能最优：最小全发火电流4.83 A，最大不发火电流3.12 A，安全裕度达1.71 A，满足1.2 A/1.44 W持续5 min不发火的安全性要求。该点火头发火延迟＜10 ms，火焰持续时间＞200 ms，能可靠引燃80 mg松装Zr/KClO4并起爆斯蒂芬酸铅。BLG-1装药量仅约1 mg，较传统铅基药剂降低80%以上，在实现高安全性、快速响应的同时，兼具低药剂用量和环境友好优势。
    5  静电放电与机械振动下金属丝状多余物对SCB点火器绝缘性能的影响
    胡 渝
    2026(3):79-84.
    [摘要](1055) [HTML](0) [PDF 498.96 K](5)
    摘要:
    针对半导体桥（SCB）火工品在静电放电筛选中出现的绝缘异常问题，通过扫描电镜与能谱分析确认多余物为电极塞壳体加工残留的金属丝状毛刺。制备25发模拟组件，分别开展静电放电（500 pF/25 kV/5 000 Ω）、机械振动及“振动后静电”复合应力试验。结果表明：静电放电产生的洛伦兹力可驱动毛刺向插针伸展或搭接，使绝缘电阻从550 MΩ骤降至0 MΩ；振动应力可使细弱毛刺脱落而恢复绝缘，也可使弯曲毛刺伸展导致绝缘劣化；复合应力下存在“振动恢复?静电再劣化”的隐蔽失效模式，即脱落毛刺受洛伦兹力再次迁移引发短路。金属多余物的影响取决于其初始长度、位置及附着强度，仅处于“临界状态”（中等附着强度、靠近插针、长度足以跨接间隙引发空气击穿）的毛刺对外应力敏感。建议在火工品可靠性评估中增加“振动后静电”序贯试验，以全面考核金属多余物引发的绝缘失效风险。
    6  低能可靠间隙点火的Al/CuO含能半导体桥时序耦合仿真与设计
    吕智斌
    2026(3):31-40.
    [摘要](1039) [HTML](0) [PDF 987.41 K](6)
    摘要:
    为验证Al/CuO复合薄膜相变滞后效应可实现电热能与化学能时序耦合、降低间隙点火能量需求的科学假设，以纯多晶硅SCB仿真结果为对照基准，建立了Al/CuO含能半导体桥（ESCB）有限元模型，以电容（27，47，100 μF）与电压（40.0，45.0，50.0，66.7，34.6 V）组合为设计变量，系统研究ESCB点火瞬间的传热过程、等离子体流场演化及间隙点火机制。结果表明：桥区“V”型角处电流密度集中，相变最先由此触发；Al/CuO薄膜温升相对多晶硅薄膜存在约17.3 μs的明显滞后，该效应使等离子体通道先于铝热反应建立，铝热化学能随后持续注入，实现电热-化学能的时序耦合。相比纯SCB，峰值温度提升31%，电子密度提升87%。47 μF、50 V激励下，能量利用率达55.83%，可实现1 mm间隙可靠点火。基于仿真与试验结果，提出“结构分区沉积、能量时序匹配、仿真预筛选”的ESCB设计准则，为低能可靠间隙点火提供工程依据。
    7  不同尺寸抗静电集成半导体桥的制作与性能研究
    冯雨竹
    2026(3):16-23.
    [摘要](1025) [HTML](0) [PDF 1.35 M](10)
    摘要:
    为优化抗静电集成半导体桥（ISCB）芯片设计中的关键参数，设计并制备了3种桥区面积（8 640、20 720、38 000 μm2）、长宽比均为1∶3.8的ISCB样品，以相同尺寸的半导体桥（SCB）为对照，采用PSpice仿真、电容发火试验（47 μF/24 V）及静电放电试验（500 pF/500 Ω/25 kV）系统评估其发火性能与静电安全性。结果表明：随桥区面积增大，ISCB的爆发时间与爆发能量显著增加，等离子体云体积扩大，点火能力增强；并联TVS二极管后，ISCB的静电安全性显著优于SCB，经3次静电冲击后桥区无可见损伤，电阻变化率随桥区面积增大而降低，C-ISCB的电阻变化率低于1%；静电冲击后，ISCB发火性能劣化程度小于SCB，其中C-ISCB爆发时间变化率为-0.47%，爆发能量变化率为-0.91%，发火性能基本保持不变。增大桥区面积可同时提升ISCB点火能力并降低静电损伤敏感性，TVS二极管的集成可有效隔离静电能量，为ISCB芯片的工程化设计提供了依据。
    8  密封胶覆盖对半导体桥点火器界面能量传递及点火可靠性的影响
    郭晓荣
    2026(3):68-73.
    [摘要](992) [HTML](0) [PDF 494.60 K](4)
    摘要:
    为揭示半导体桥（SCB）点火器工程应用中瞎火故障的诱因，以某型点火器常温试验瞎火故障为研究对象，结合故障定位、机理分析与试验验证，研究密封胶覆盖对桥-药界面能量传递及点火可靠性的影响。通过CT 检测、解剖与成分分析定位故障，发现环氧密封胶溢流覆盖桥区。设计3 类典型界面接触场景（部分覆盖、薄层全覆盖连单侧银浆、厚层全覆盖连双侧银浆），开展 120 发点火试验。结果表明：正常状态点火成功率 100%，以等离子体点火为主；桥区 部分覆盖或薄层全覆盖连单侧银浆时，成功率仍 100%，但后者电爆发火占比升至 85%；厚层密封胶（>0.007 mm）全覆盖且连双侧银浆时，成功率降至40%，失败件因能量被胶层阻隔而瞎火。胶层厚度与作用时间正相关（r = 0.700 5，p < 0.000 001），厚层胶形成双重粘接结构是能量阻断的临界条件。研究为 SCB 点火器密封胶涂覆工艺管控提供理论依据。
    9  VO₂ 相变电阻对半导体桥分流防护性能的影响
    李慧
    2026(3):10-15.
    [摘要](985) [HTML](0) [PDF 601.26 K](9)
    摘要:
    针对现有负温度系数(NTC)热敏电阻与半导体桥(SCB)制备工艺不兼容、分立式封装体积大的问题，提出基于金属-绝缘体相变(MIT)材料VO2的集成防护新结构，重点研究相变电阻阈值对电热防护效能的影响规律。建立VO2-SCB耦合有限元模型，仿真分析不同相变电阻(0.1~10 Ω)下SCB桥区温升特性；搭建红外热成像测试平台，开展1.0~1.8 A恒流激励下的安全电流试验验证。仿真结果表明：当VO2相变电阻≤1 Ω时，1.5 A激励下SCB平衡温度低于80.85 °C，较单芯片降低约75%；当电阻超过5 Ω时，防护效能急剧下降，平衡温度跃升至191 °C以上。试验结果表明：并联VO?后，1.0，1.5，1.8 A激励下平衡温度分别为105，185，250 °C，较未防护SCB显著降低，安全电流承载能力显著提升。为高钝感集成火工品的参数设计提供了理论依据。
    10  基于接触孔与TiSi₂电极的高精度半导体桥换能元芯片研制
    高博
    2026(3):3-7.
    [摘要](953) [HTML](0) [PDF 588.43 K](10)
    摘要:
    针对半导体桥换能元电阻一致性的行业瓶颈问题，本研究通过整合“接触孔限域结构”与“TiSi?低阻电极”的协同设计，在6 in（15.24 cm）特种半导体工艺线上成功实现了高精度芯片的研制。具体工艺优化措施包括：采用LPCVD技术控制多晶硅薄膜厚度非均匀性至2.1%，优化磷离子注入和扩散退火参数提升掺杂均匀性；并通过快速热退火工艺形成低阻TiSi?电极。通过四探针法、SEM形貌分析、红外热像及静电防护测试对器件进行综合评估，结果表明：晶圆级平均电阻达到（0.953 ±0.011）Ω，在14 V/33 μF电容放电下发火时间26.2 μs，在0.85 A/5 min安全电流下桥区最高温度189 ℃且功能完好，经过15 kV人体模型静电放电测试后器件功能依旧正常。该方案中，接触孔结构使桥区尺寸精度提升90%，TiSi?电极有效降低接触电阻40%~70%，工艺窗口兼容批量制造，为新一代高可靠MEMS火工品提供了可扩展技术路径。
    11  发火回路参数对SCB火工品作用可靠性的影响
    杨 康
    2026(3):56-62.
    [摘要](940) [HTML](0) [PDF 720.58 K](3)
    摘要:
    为揭示长线缆条件下电容放电回路参数对半导体桥（SCB）火工品能量传输与发火可靠性的调控规律，在24 V工作电压下，通过改变线缆长度（0.5~2.5 m）、截面积（0.15~0.30 mm2）及储能电容容量（10~68 μF），对SCB换能元与点火器进行对比试验。基于能量守恒原理，建立“有效能量利用率-爆发能量利用率-能量裕度”3参数评价体系，明确电热过程（无电压双峰、ΔU≈0）与电爆过程（双电压峰值、ΔU>0）的波形转变判据。结果表明：回路阻抗随线缆长度增加、截面积减小而增大；阻抗小幅增大时换能元电爆能量基本稳定，有效能量利用率小幅波动；大幅增大时线缆损耗剧增，电爆能量与利用率显著下降。电容容量≥22 μF时功率峰值稳定，<22 μF时大幅下降；增大电容可降低有效能量利用率、提升能量裕度并缩短爆发时间。24 V条件下最优匹配为68 μF电容、0.2 mm2线缆且长度<1.0 m；线缆延长时需同步提升电容容量，确保能量裕度>12%。
    12  NTC热敏电阻标称阻值对半导体桥电热防护性能的影响
    金豪杰
    2026(3):48-55.
    [摘要](890) [HTML](0) [PDF 676.85 K](2)
    摘要:
    为探究NTC热敏电阻标称阻值对1 Ω半导体桥（SCB）电热防护性能的影响，采用COMSOL Multiphysics构建电热耦合模型，对5~100 Ω范围内的7种阻值进行筛选，确定22，33，100 Ω为典型对象。结合仿真与试验（红外热像仪、电流探头），分析了不同直流激励下的桥区温度响应及电流分流特性。结果表明：热敏电阻标称阻值显著影响防护效能，可划分为高效防护区（≤10 Ω）、性能拐点区（22~33 Ω）与高阻低效区（≥50 Ω）。其中，22 Ω和33 Ω热敏电阻处于性能拐点区，在兼顾桥区性能的同时，可将SCB临界熔断电流由0.9 A分别提升至2.7 A和2.4 A，且安全电流范围内桥区温度分别控制在365 K和433 K以下，最大分流率分别达79.6%和70.8%；而100 Ω热敏电阻因响应阈值过高（0.9 A），不具备工程防护价值。研究还揭示了各阻值热敏电阻的电流响应阈值规律，为自适应防护电路设计提供了理论依据。
    13  火工开关焊点堆积失效的临界力学判据与工艺量化控制
    张硕
    2026(3):74-78.
    [摘要](861) [HTML](0) [PDF 559.98 K](1)
    摘要:
    针对采用半导体桥（SCB）换能元的火工开关在引信保险解除中出现的电路转换异常，通过无损检测、解剖及复现试验，研究了焊点形貌对功能失效的影响。结果表明：长接线柱补焊时焊锡内流并堆积底部，致焊点外径超差（>1.25 mm），切断刀带动接电套运动时受焊点剪切阻力，推进力不足即致开关失效。基于剪切力学模型，建立了以安全系数为核心的焊点堆积失效临界力学判据，明确焊锡突出量临界阈值为 0.25 mm。据此制定了工艺量化控制：外侧焊锡突出量 0.10~0.20 mm，内侧侵入深度 0 mm，焊点外径 1.00~1.25 mm，圆度 ≤0.2 mm，并实施 100% 外观检查与 5% X 射线抽检。验证表明，12 发改进产品经常温及-45 ℃低温发火均正常， 95% 置信水平下单侧失效率置信上限 21.5%，证实了该临界力学判据的有效性及工艺量化控制措施的可靠性。
    14  第四代火工品概念补充探讨
    褚恩义
    2020(6):1-4.
    [摘要](490) [HTML](0) [PDF 122.45 K](2130)
    摘要:
    在本刊2018年第1期“第四代火工品概念初步探讨”一文的基础上，结合近几年MEMS火工品技术研究进展，对典型MEMS火工品结构组成中的概念进行进一步的修正和完善，重新梳理和定义了微作动机构、微火工装置、微火工序列、低极限药量起爆药等概念，初步建立了从组件、器件、装置到序列等的MEMS火工品概念框架，为未来第四代火工品设计开发奠定基础。
    15  点火药的研究进展与展望
    李登科
    2024(4):1-11.
    [摘要](441) [HTML](0) [PDF 1.33 M](3799)
    摘要:
    作为武器系统的重要组成部分，点火系统的性能直接影响到武器的发射效率和作战效果，因而点火药的性能尤为重要。以硼/硝酸钾为代表的非金属类点火药的研究已经较为深入，但该点火药面临着点火温度过高、硼粉老化及吸湿等问题。以金属粉作为可燃剂的金属类点火药具有高能量密度、良好的机械性能和独特的能量释放特性，但燃烧速率较慢。因此，研究人员进行了大量实验研究，制备出具有层状或核壳结构的反应材料，可以大大增加氧化剂和金属燃料之间的接触面积，并缩短传质距离，从而提高反应效率。近年来，含能配合物类点火药的研究成为本领域的研究热点，研究表明以含能配合物作为燃料，设计点火药配方，能够显著实现点火药的性能调控性能。
    16  电火工品换能元性能优化的策略与展望
    王力
    2024(5):1-9.
    [摘要](375) [HTML](0) [PDF 655.51 K](312)
    摘要:
    伴随着高安全性、高可靠性、低能发火和高能输出的应用需求，电火工品换能元的发展经历了技术进步、不断融合创新的过程。本文从电火工品换能元的发展历程、技术发展热点和发展展望3个方面对其进行了梳理总结，从内部需求牵引下的换能机制和外部技术驱动下学科交叉2个方面对电火工品换能元的发展历程进行了综合阐述。最后，从本质机理探究、安全性和可靠性兼顾、功能拓展3个方面，陈述了对电火工品换能元未来发展思路的一些见解。
    17  MEMS集成爆炸箔芯片的发火性能研究
    杨智
    2024(5):71-77.
    [摘要](356) [HTML](0) [PDF 1.63 M](295)
    摘要:
    为了实现高速飞片输出和爆炸箔起爆器（Exploding Foil Initiator, EFI）低能发火，依据EFI工作原理，进行Cu桥箔电热仿真、PC（聚氯代对二甲苯）飞片冲击作用参数计算和SU-8加速膛结构确定。基于结构设计参数，采用微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System, MEMS）工艺实现了爆炸箔芯片一体化批量制备，并开展了MEMS集成爆炸箔芯片的桥箔电爆特性、飞片实时速度和冲击起爆性能测试。结果表明：基于小尺寸桥箔结构在较低放电电压下就能够获得较高的飞片速度，并且在加速膛口飞片速度达到峰值速度的96%以上；冲击起爆HNS-IV药柱的最低发火条件为0.22 μF/1 100 V，实现了EFI低能发火。
    18  火炸药静电危险性研究进展
    曹佳伟
    2025(6):1-10.
    [摘要](337) [HTML](0) [PDF 858.89 K](128)
    摘要:
    火炸药在生产与储运过程中存在显著的静电危险性，针对这一问题的研究对确保火工品的安全生产至关重要。综述了近年来关于火炸药静电性能试验和静电危险性仿真的国内外研究进展。首先，分析了静电火花感度和静电积累特性的测试原理以及环境温度、湿度、测试条件和药剂粒径等因素对静电火花感度和静电积累特性的影响规律。然后，总结了火炸药在筒仓内静电场强分布的变化规律和药剂颗粒的荷电特性，并对有限元法（FEM）和离散元法（DEM）2种仿真方法的适用性和局限性进行了对比分析。最后，总结了当前研究存在的不足，并指出了未来的研究方向：统一火炸药静电特性测试标准，建立火炸药静电特性数据库；构建涵盖分子、颗粒与设备的多尺度仿真体系；在此基础上，构建覆盖“人-机-环”全过程的静电安全防护体系，以期为火炸药的安全生产和使用提供可靠保障。
    19  并联热敏电阻对半导体桥换能元 直流响应的影响研究
    金豪杰
    2024(5):66-70.
    [摘要](333) [HTML](0) [PDF 504.52 K](264)
    摘要:
    并联热敏电阻是提升半导体桥（SCB）火工品临界熔断电流的有效措施。本研究利用恒流电源和红外测试系统，对不同直流激励条件下并联热敏电阻对半导体桥响应的影响进行了试验研究。试验测试了换能元桥区温度及临界熔断电流，结果表明，并联负温度系数（NTC）热敏电阻能显著提高SCB的临界熔断电流至原来的1倍以上，同时使桥区温度最大降低68%。经计算，NTC热敏电阻的分流效果范围为34.4% ~ 74.4%。本研究不仅验证了并联NTC热敏电阻对提高3Ω敏感型SCB火工品安全性的显著效果，而且为SCB火工品在复杂电磁环境下的应用提供了技术支撑。
    20  不同镀膜方法对铜爆炸箔电爆炸性能及成本的影响
    杨德宇
    2024(5):78-83.
    [摘要](317) [HTML](0) [PDF 522.11 K](233)
    摘要:
    为满足不同应用场景对爆炸箔电爆炸性能和成本的要求，对比研究了磁控溅射法、电子束蒸发法和电镀法3种不同镀膜技术制备的铜爆炸箔。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对爆炸箔的物相和微观结构进行了表征，同时分析不同制备方法对电阻和电爆炸性能的影响。研究表明：3种方法均能制备出纯相铜薄膜，且都有较好的结晶度。电爆炸试验结果显示：2 000 V时，磁控溅射法制备的爆炸箔爆发功率分别是电子束蒸发法和电镀法的1.24倍和4.05倍。成本分析表明：磁控溅射法由于对设备和材料的要求高，成本最高；电子束蒸发法次之，而电镀法成本最低。综合考虑性能和成本，建议航空航天采用磁控溅射法，武器弹药采用电子束蒸发法，民用爆破采用电镀法。

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