Transient measurement on electric explosion of metal wire by nanosecond pulsed laser

Abstract

金属丝电爆炸是获取金属纳米级粉粒的有效途径，电爆炸的演绎过程直接影响金属粉颗粒的尺度范围。采用纳秒级脉冲激光对爆炸过程的瞬态进行观察，以激光干涉条纹为背景，依据电爆炸过程中，对条纹的扰动获取具有清晰边缘的爆炸区图像；再根据激光穿过爆炸云团的透过率计算出不同时刻粉尘体浓度的三维分布图。测量结果表明：通电后0.5 μs，金属丝直径由0.3 mm扩展为4.7 mm, 直到18 μs时扩展为28 mm，而粒子的最大浓度由3×10²¹/cm³减小为1.1×10²⁰/cm³。整个扩展过程中，粒子浓度沿径向呈现多个环带的分布形态。