本发明涉及战斗部设计、测试，具体涉及一种自蔓延反应热致电离效应测试系统及方法。
背景技术：
1、杀伤战斗部是现役常规防空、反导、反辐射武器的主要战斗部类型。由于钢、钨等惰性金属破片单一动能侵彻机理和机械贯穿毁伤模式的限制，大幅提升杀伤战斗部毁伤威力面临瓶颈。
2、电磁活性破片具有高力学强度、高质量密度、高爆炸释能、长激活延时、强电离辐射等显著特征。高速作用目标过程中，不仅能通过弹道终点“动能侵彻”和“爆炸效应”双重时序联合毁伤机理，对目标产生结构爆裂“硬毁伤”，还能在侵彻过程碰撞载荷、爆炸释放高温高热作用下发生显著电离，产生等离子体并伴随等离子体团扩展膨胀产生电磁波、感应电动势、感应电流等效应，对目标产生等离子体团屏蔽、高功率脉冲辐照等“软毁伤”，“软/硬毁伤”时序耦合，为大幅提升杀伤战斗部终点毁伤威力打开了全新的技术通道。
3、自蔓延反应是电磁活性破片材料组分间反应的重要类型之一。以组分间自蔓延反应释放的能量和产生的热量为激励，调控电磁活性破片的高效电离及等离子体团电子密度、电子温度、动态演化特性参数，是实现电磁活性破片高效“软毁伤”的关键。然而，电磁活性材料破片作为一种新型毁伤元，热致电离效应及等离子团特性参数的表征测试的相关研究及装置，尚未见公开报道，严重制约了电磁活性材料及破片毁伤元的研究及应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种自蔓延反应热致电离效应测试系统，不仅能够实现对电磁活性破片自蔓延反应热致电离特性参数的动态测试，还可以实现对自蔓延燃烧波阵面形状、燃烧波速度等参量的动态测试，从而推动电磁活性材料的设计制备和电磁活性破片的工程化应用。
2、本发明的自蔓延反应热致电离效应测试系统，包括：反应釜、光学窗、夹持装置、点火头、燃气控制器、燃气输送管、测试探针、示波器和高速摄影机；
3、其中，中空的反应釜固定在地面上，反应釜的侧壁上安装用于观察反应釜内部的光学窗以及用于检测等离子体的测试探针；夹持装置安装在反应釜内部顶端，用于固定待测试的电磁活性材料试样；点火头安装在反应釜内部底端，与夹持装置相对；燃气控制器、示波器和高速摄影机位于反应釜外，燃气控制器通过燃气输送管连接点火头，示波器与测试探针连接；高速摄影机的镜头正对着光学窗。
4、较优的，所述反应釜采用拉伸强度不低于12mpa、伸长率不小于500％、回弹率不低于50％、热导率不大于0.15w/(m·k)、表面电阻率不小于1013ω的抗冲击、耐高压、耐高温、绝缘材料制成，优选氟橡胶或浸渍芳纶纤维布。
5、较优的，反应釜的侧壁上开有与光学窗相匹配的窗口，光学窗的一端通过合页固定在窗口一侧，另一端可开合；光学窗的四周通过密封条与反应釜窗口形成密封。
6、较优的，所述光学窗采用透光率不小于90％、折射率不小于1.7、抗压强度不低于850mpa的高透、高强度玻璃材料制成，优选h-zf52gt玻璃或蓝宝石。
7、较优的，所述夹持装置采用熔点不低于2500k、体积电阻率不低于1000ω·cm的耐高温绝缘材料制成，优选氧化铝陶瓷或氮化硅陶瓷。
8、较优的，点火头的火焰温度不低于1500℃；火焰高度通过燃气控制器调节，火焰高度与固定在夹持装置上的待测试电磁活性材料试样的高度相匹配。
9、较优的，所述测试探针采用朗缪尔三探针。
10、较优的，高速摄影机的帧率满足电磁活性材料试样自蔓延反应全过程不少于20个等间距时刻全画幅的拍摄需求。
11、本发明还提供了采用上述测试系统的自蔓延反应热致电离效应测试方法，包括：
12、s1，将待测试的电磁活性材料试样固定于夹持装置，悬垂于反应釜内；
13、s2，安装测试探针并连接示波器，调试后进入工作状态；
14、s3，打开高速摄影机，调整焦距并设置拍摄帧率，设置高速摄影机进入待触发状态；
15、s4，通过燃气控制器输送可燃气体至点火头，打开点火头，引燃可燃气体，通过调整可燃气体输送速率，调整火焰高度，为电磁活性材料试样提供热激励，同时触发高速摄影机；电磁活性材料试样受热后开始发生自蔓延反应，产生大量热量和高温，产生等离子体并扩散膨胀；
16、s5，基于测试探针测量出电磁活性材料试样自蔓延反应过程中热致电离产生的等离子体特征参数随时间变化规律，以及高速摄影机拍摄记录的自蔓延反应过程，为电磁活性材料性能分析提供依据。
17、较优的，调整燃气控制器输送可燃气体的速率，调整火焰高度，进而调整电磁活性材料试样受热温度，重复s1～s5，得到不同温度激发自蔓延反应下的电磁活性材料性能。
18、有益效果：
19、本发明基于电磁活性破片自蔓延反应产生大量的热能导致电离效应产生等离子体的特性，构建了电磁活性材料电离效应测试系统及方法，可以测试不同组分体系构成、不同制备工艺、不同几何形状电磁活性材料试样自蔓延反应过程中，热致电离效应产生的等离子体密度、温度随时间变化规律，并可对自蔓延反应过程中燃烧波阵面形状、燃烧波速度等规律进行测试分析，填补相关测试领域技术空白，为电磁活性材料体系设计、制备工艺设计及电磁活性破片的工程化应用提供支撑。
1.一种自蔓延反应热致电离效应测试系统，其特征在于，包括：反应釜(1)、光学窗(4)、夹持装置(2)、点火头(5)、燃气控制器(6)、燃气输送管(7)、测试探针(10)、示波器(8)和高速摄影机(9)；
2.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述反应釜(1)采用拉伸强度不低于12mpa、伸长率不小于500％、回弹率不低于50％、热导率不大于0.15w/(m·k)、表面电阻率不小于1013ω的抗冲击、耐高压、耐高温、绝缘材料制成，优选氟橡胶或浸渍芳纶纤维布。
3.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，反应釜(1)的侧壁上开有与光学窗(4)相匹配的窗口，光学窗(4)的一端通过合页固定在窗口一侧，另一端可开合；光学窗(4)的四周通过密封条与反应釜(1)窗口形成密封。
4.如权利要求1或3所述的测试系统，其特征在于，所述光学窗(4)采用透光率不小于90％、折射率不小于1.7、抗压强度不低于850mpa的高透、高强度玻璃材料制成，优选h-zf52gt玻璃或蓝宝石。
5.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述夹持装置(2)采用熔点不低于2500k、体积电阻率不低于1000ω·cm的耐高温绝缘材料制成，优选氧化铝陶瓷或氮化硅陶瓷。
6.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，点火头(5)的火焰温度不低于1500℃；火焰高度通过燃气控制器(6)调节，火焰高度与固定在夹持装置(2)上的待测试电磁活性材料试样的高度相匹配。
7.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试探针(10)采用朗缪尔三探针。
8.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，高速摄影机(9)的帧率满足电磁活性材料试样自蔓延反应全过程不少于20个等间距时刻全画幅的拍摄需求。
9.如权利要求1～8任一所述的测试系统的自蔓延反应热致电离效应测试方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的测试方法，其特征在于，调整燃气控制器(6)输送可燃气体的速率，调整火焰高度，进而调整电磁活性材料试样受热温度，重复s1～s5，得到不同温度激发自蔓延反应下的电磁活性材料性能。
