叠氮化银起爆药连续化合成芯片的设计与应用研究

针对叠氮化银（AgN_3,简写为SA）起爆药合成过程对于反应溶液快速混合的要求,设计制作了连续反向旋T形微混合芯片,并采用Ansys Fluent仿真模拟软件对芯片结构及反应物流速等因素对混合效率的影响规律进行了研究,优化获得了高效微混合芯片结构。使用该芯片进行了纳米SA起爆药的连续化合成,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热（DSC）研究了SA起爆药的形貌、成分结构与热性能。结果表明：当微混合芯片的通道尺寸为1 mm,对撞角度180°,反应物流速4 mL·min^-1以上时,可获得接近100%的混合效率。通过调节反应物流速、浓度和添加表面活性剂,可有效调控产物粒径及其分布,且反应产物主要成分为正交晶系的AgN₃晶体。相较常规方法,使用微流控方法制备的SA起爆药放热峰温度由365.2 ℃提前到358.2 ℃（降低7 ℃）,且放热量由851.6 kJ·kg^-1升高到976.7 kJ·kg^-1（升高14.7%）,表明微流控方法制备的SA起爆药具有更高的反应活性和能量。     

MEMS平面微起爆器的原位构筑及性能

设计了一种微机电系统（MEMS）平面微起爆器并对其性能进行了研究。该微起爆器由MEMS微结构换能元和直写起爆装药两部分组成。金属微结构换能元和装药构筑在同一平面上。首先在氮化硅硅片上构造Ni/Cr微结构换能元,然后在微结构换能元的一侧刻蚀微装药腔体,微结构换能元的桥区部分构造在微装药腔体的内部。采用微控直写法,在微装药腔体内部写入一种具有多孔性质的纳米铜墨水前驱体,经过气固原位叠氮化反应后,形成叠氮化铜（Cu（N₃）₂）MEMS起爆器件。该微起爆器平均电阻为4 Ω,作用时间为8.44 μs,50%发火电压为14.29 V,发火能量为0.33 mJ,装药量平均值5.18mg,质量相对标准偏差2.6%。该微起爆器能够起爆六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）炸药。     

微流控技术制备叠氮化铅起爆药及其改性

针对常规叠氮化铅(Pb(N₃)₂,LA,Lead Azide)制备工艺存在自爆风险等问题,采用旋T型微流控芯片提供的微通道作为微反应器,借助其分子间扩散距离短、比表面积大、连续流动等特点,在微通道反应器内制备了微纳米尺度的LA起爆药,并使用聚焦型液滴微流控芯片对制备的LA起爆药进行了球形化改性处理。研究了反应物流速、有机溶剂、晶型控制剂等因素对产物的影响,并采用SEM、XRD、DSC等手段对产物进行了表征,对比了微流LA、微球LA与常规粉末LA的感度及爆炸性能。结果表明,通过控制微流控反应参数,可有效控制LA起爆药产物粒径,且制备的LA起爆药均为α型晶体;LA起爆药经球形化改性后,显著提高了其撞击感度H₅₀(25.5 cm到12.1 cm)、降低了静电火花感度E₅₀(1.98 kV到2.97 kV)和火焰感度L₅₀(26.3 cm到16.1 cm),同时提高了爆压(升高63.6%)。基于微流控技术的LA起爆药制备和改性是一种安全高效方法,为敏感起爆药的可控制备和调控提供了新思路...     

射流不稳定性对流动聚焦法制备硝化棉微球的影响

为通过微流控技术获得良好形貌特性的硝化棉微球，以硝化棉的乙酸乙酯溶液为研究对象，探究了流动聚焦微流控芯片中硝化棉/乙酸乙酯水包油液滴的生成机制，详细研究了在滴流、稳定射流、不稳定射流3种流动模式下，连续相、分散相流量以及界面张力等对微液滴生成的影响，并在3种流动模式下制备硝化棉微球。结果表明：滴流和稳定射流模式下制备的微球呈单分散、高度球形化、窄粒径分布特性；不稳定射流模式下制备的微球高度球形化，粒径分布较滴流和稳定射流下的宽。