MEMS起爆器研究现状与发展趋势

随着微纳技术的广泛应用,以MEMS技术为支撑的新一代起爆器成为含能器件领域的研究热点。MEMS起爆器可以实现大规模高密度的集成制造,并且器件输出性能一致性较好,具有微型化、集成化、高能化的特征。MEMS起爆器按结构不同,可以分为爆炸箔结构、半导体桥结构以及多孔硅结构三大类。爆炸箔起爆器主要采用电爆炸原理,结构简单,安全性能较高。半导体桥起爆器起爆电压低,应用领域广泛,可通过增加含能材料来提高器件的能量输出。多孔硅起爆器反应活性高,与由碳氢氮氧组成的传统含能药剂相比,多孔硅含能材料的环境友好性更好。通过分析与对比MEMS起爆器的结构组成、起爆方式、制作工艺以及输出能量等方面,指出MEMS起爆器结构微型化、输出高能化、起爆可控化的特征,并提出能够兼顾高能性与安全性的MEMS起爆系统为未来重要的发展方向。     

一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列

为实现点火序列的高安全性及微封装体积,研究设计并制作了一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列,该序列包含了点火器、安保机构及点火药等核心部件,整体封装尺寸为Φ10 mm×3.3 mm。其中安保机构为具有双稳态功能的双层结构,前端的点火器为覆盖有Al/CuO微装药的NiCr桥箔,桥箔电极采用背部无引线封装的方法来降低序列封装体积,后端的点火药采用硼/硝酸钾（Boron/potassium nitrate）点火药。采用控制Al/CuO装药量的方法对其安保性能进行测试,结果表明该序列在Al/CuO装药尺寸为Φ800μm×30μm时安保机构在安全状态下能够阻隔前端点火器火焰能量的传递并保持结构功能完整,在解保状态下能够使后端的点火药被点火器点燃,具备点火隔火能力。