We have prepared reactive thin films by using primary explosive particles with organic material as a binder. Thin films of 20 μm to 750 μm in thickness were prepared by the bar-coater method and also by pour the solution and dry process (PAD method). Diazodinitrophenol (DDNP) particles we have used are 10 μm in size and are fixed by cellulose triacetate (CTA). We chose dichloromethane as the solvent of CTA. By varying the mass ratio of solute to solvent materials in the bar-coater method, DDNP-CTA texture can be controlled.
Ignition tests were performed for reactive thin films prepared in this study. Pulse laser ablation of thin film surface and successive reaction process have been observed by two different high speed cameras with different optics. Reactivity was found to depend on the laser irradiation direction at least in case of films of multi-layered structure manufactured by PAD method with thickness more than 100 μm. No detonation reactions were realized among tested reactive thin films and the experimental conditions.
We have found the following peculiar combustion process. Combustion of the film takes place in three stages: (i) DDNP particles are ejected from both surfaces of the film by pulse laser ablation of the surface, (ii) induced air shock wave leads to the combustion of these particles, and (iii) finally film body starts to react due to residual thermal energy of itself and adjacent high temperature region created by burning particles.
有機物質をバインダーとして起爆薬粒子を用いた反応性薄膜を製作した。厚さ20-750ミクロンの薄膜をバーコーター法および溶液を型に注いで乾燥させる方法で製作した。用いたジアゾジニトロフェノール（DDNP）粒子の大きさは10ミクロンであり,それをセルローストリアセテート（CTA）で固定した。製作において溶媒 ‐溶質質量比を変えることによりDDNP- CTAの組織を制御できる。
製作した反応性薄膜の点火試験をおなった。薄膜表面のパルスレーザーアブレーションと引き続く反応過程は２つの異なる高速度カメラと光学系により観測した。反応性はレーザー照射方向に依存する。試験した反応性薄膜と実験条件の範囲では爆轟反応は生じなかった。
以下の特異な燃焼過程があきらかになった。薄膜の燃焼は３段階で生じる。（i）DDNP粒子は表面のパルスレーザーアブレーションによって両表面から射出される, 次に（ii）誘起される空中衝撃波がれらの粒子を燃焼へ導き, 最後に（iii）自分自身の残留熱と燃焼粒子の発熱により薄膜自身の反応が始まる。
Reactive thin film, Primary explosive, Pulse laser ablation, Laser ignition.