不同调制周期的Al/MoO3半导体桥发火器件电爆性能研究

采用磁控溅射技术制备总厚度为6μm,调制周期分别为134nm/166nm和22nm/28nm的Al/MoO_3复合薄膜,并将其与半导体桥(SCB)整合形成含能半导体桥(ESCB)发火器件,研究了Al/MoO_3含能薄膜及SCB-Al/MoO_3含能半导体桥的性能。DSC分析表明,调制周期为22nm/28nm的薄膜只有1个放热峰,其活化能为245k J/mol;调制周期为134nm/166nm的薄膜有3个放热峰,最大放热峰的活化能为200k J/mol。22nm/28nm的含能薄膜燃速为5.34m/s;134nm/166nm的含能薄膜燃速为1.79m/s。随着调制周期的增加,SCB-Al/MoO_3的临界发火时间变长,调制周期对临界发火能量、作用总时间、作用总能量无影响,SCB-Al/MoO_3(22nm/28nm)的电压发火感度高于SCB-Al/MoO_3(134nm/166nm)。     

静电自组装GO/Al/CuO的制备与性能研究

采用Modified Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用氧化石墨烯的静电力作用,静电自组装制备了GO/Al/CuO亚稳态分子间复合物。对样品的微观形貌、结构和热反应特性及感度进行研究测试。结果表明:自组装法增大了组分粒子的接触,纳米Al和纳米CuO粒子均匀负载在GO片层;与物理混合法相比,静电自组装制备的GO/Al/CuO反应放热量达到1 394 J/g,提高了61.34%,撞击、摩擦和火焰感度均有所降低。     

Al/CuO复合半导体桥静电安全性研究

为了研究Al/CuO复合半导体桥(简称Al/CuO-SCB)的静电安全性,分别对不同桥型的Al/CuO-SCB进行静电放电实验及研究。结果发现:在500pF、5kΩ、25kV静电放电条件下,不同桥型的Al/CuO-SCB均未发火;小尺寸的Al/CuO-SCB在相同静电作用下桥膜容易受到损伤,并且经过静电放电后的Al/CuO-SCB的爆发时间和爆发所需能量均没有发生显著性差异。比较Al/CuO-SCB和未加Al/CuO含能薄膜层的半导体桥静电实验结果,得出Al/CuO含能薄膜层没有影响半导体桥的静电安全性。     

纳米Al-CuO/氧化石墨烯含能点火桥膜的制备与电爆性能研究

首先通过静电自组装将Al和CuO纳米粒子均匀负载在GO片层上,得到纳米Al-CuO/GO复合含能材料最佳制备工艺;再利用电泳沉积法在硅基底的Cu桥膜上制备Al-CuO/GO含能点火桥膜;最后,以电容放电的激发方式,开展了纳米Al-CuO/GO含能点火桥膜的电爆性能研究。结果表明:在相同能量激发下,纳米Al-CuO/GO含能桥膜的电爆时间更短、能量利用率更高、释放能量更高。     

烧结工艺对Ni/Al/W含能反应材料性能的影响

采用粉末冶金工艺制备Ni/Al/W含能反应材料,对比研究550℃烧结温度下烧结时间对Ni/Al/W含能反应材料密度、抗压强度以及显微组织的影响,并通过烧结样品DSC曲线计算得到不同烧结时间Ni/Al/W材料的反应放热量,分析烧结样品的反应放热特征。研究表明,烧结温度为550℃、烧结时间为1~3 h时,Ni/Al/W材料的密度先降低后升高,抗压强度先升高后降低,反应放热量不断减小;烧结时间为2 h时,Ni/Al/W含能反应材料具有相对较高的密度、强度和反应放热量,密度达到9.8 g/cm3,准静态压缩强度为1 150 MPa,反应放热量为121.2 J/g。     

纳米Al/CuO含能复合薄膜的反应性研究进展

亚稳态分子间复合物(Metastable Intermolecular Composites,MICs)具有超高的反应速率、高体积能量密度、微米级的临界反应传播尺寸等优点,在微型含能器件和火箭推进剂等领域展现出广阔的应用前景.纳米Al/CuO含能复合薄膜是当前亚稳态分子间复合物领域的研究热点之一,其利用气相沉积方法进行...     

Al基含能薄膜设计及电爆性能研究

为探究不同材料Al基含能薄膜在低能爆炸箔起爆系统中的电爆性能，对Al基含能薄膜的厚度、桥区形状和尺寸进行了仿真设计，优选出最佳桥区形状，在此基础上通过电爆试验及高速摄影对Al/Ni、Al/Ti、Al/Cu、Al/Cu O 4种Al基含能薄膜的电爆性能及发火过程进行了对比研究。结果表明：Al/Ti薄膜综合性能最佳，具有较大的沉积能量、能量利用率和桥区电流密度，同时最佳起爆电压适中、火焰高度较高、持续时间较长；Al/Ni薄膜所需最佳起爆电压最小，但作用能力较差；Al/Cu O薄膜具有最佳作用能力，但所需最佳起爆电压较大；Al/Cu薄膜的电爆性能最不突出。     

Al/CuO含能薄膜换能芯片薄膜反应的模拟分析

为了探究含能薄膜在换能元火工品点火过程中的点燃机制,建立Al/CuO含能薄膜换能芯片结构的傅里叶传热模型,利用COMSOL仿真软件对不同电压或电容条件下含能薄膜换能芯片的点火过程进行数值模拟,对比分析电容或电压对含能薄膜温升曲线的影响。仿真结果表明：提高电压或电容使得含能薄膜温升曲线峰值增高或延长,两者都能扩大薄膜反应区域;电容与电压增大或减小均影响半导体桥对含能薄膜的传热效率,导致含能薄膜的温升曲线相对于半导体桥具有滞后性与相似性。     

基于Al/CuOx复合薄膜半导体桥间隙点火性能研究

为了提升半导体桥(SCB)的点火能力,尤其是点燃钝感药剂的能力,采用磁控溅射技术将Al/CuO_x复合薄膜与半导体桥相融合,形成含能点火器件,并研究了该含能点火器件的发火感度和点火能力。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)研究了Al/CuO_x复合薄膜的微观形貌和组成。结果表明,在溅射过程中氧化铜薄膜主要以黑铜矿(Cu_2~(1+)Cu_2~1+O_3)形式存在;复合薄膜中Al、Cu、O三种元素质量分数分别为28.8%,32.5%和38.7%,且Al与Cu原子比例接近于理论比1:1;差示扫描量热仪(DSC)显示Al/CuO_x复合薄膜放热量约为2175.4J·g~(-1);高速摄影技术测试Al/CuO_x复合薄膜的燃烧速率约为3.0m·s~(-1);兰利法测得该含能点火器件50%发火电压为8.45 V,99.9%发火电压为12.39 V。点火能力实验表明,在点火间隙为4 mm时,该含能器件能够点燃钝感点火药硼-硝酸钾(B/KNO_3)药片,显著提升了半导体桥的点火能力。     

一种Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件的制备及性能

为了提高Ni-Cr薄膜发火件的安全性和点火能力,使用磁控溅射技术将Al/CuO含能薄膜与Ni-Cr薄膜发火件复合,制备了一种新型的Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件。该Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件既可以用作换能元,又可以作为最简单的电点火元件,从而简化点传火序列,适应弹药微型化的发展需求。测试其1A1W5min安全性、电发火感度和点火能力。结果表明,Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件满足1A1W5min安全性要求;50 ms临界发火电流为3.08 A,最小全发火电流为3.18 A,最大不发火电流为2.98 A,安全裕度较高;在相同条件下,Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件可以点燃硼/硝酸钾,并且可实现1 mm的间隙点火,而Ni-Cr薄膜发火件不能成功点燃硼/硝酸钾。     

蒸镀Al和Al-Mn薄膜的组织与耐蚀性研究

利用真空蒸镀技术在碳钢基体上制备出纯Al和Al-Mn合金薄膜,并对不同厚度、蒸发速率下Al和Al-Mn薄膜的表面形貌、结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:纯Al和Al-Mn合金薄膜表面光滑均匀;铝薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随膜层厚度和蒸发速率的增加而升高;薄膜与基体的结合力随薄膜厚度的增加缓慢下降,但结合力均高于60N。退火处理使铝薄膜的粗糙度增大,但薄膜与基体的结合力基本保持不变。Al-Mn合金薄膜中的Mn以Al-Mn固溶体形式存在,其耐蚀性明显优于相同厚度下的纯铝薄膜。     

纳米Al/Bi2O3制备和性能及长储研究

采用溶液法制备纳米Bi₂O₃颗粒,并用P4VP与Al粉自组装,获得分散均匀的纳米铝热剂Al/Bi₂O₃. 利用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜（SEM）对其组成和形貌进行表征,运用差示扫描量热仪（DSC)、压力-时间曲线（p-t曲线）分析性能。自组装Al/Bi₂O₃的反应时间为0.036 s, 最大压力为4 729 kPa,达到最大气体压力的时间为0.162 s,表现出比Al/Fe₂O₃和Al/CuO反应更为迅速,产气量更大的性能特点。经过加速老化实验,Al和Bi₂O₃接触更紧密但无明显团聚;经老化处理,相当于常温下储存15 a时间,Al表面氧化层厚度由3.2 nm增加到4.6 nm,Al/Bi₂O₃放热量由1 112 J/g逐步降低到606 J/g,Al/Bi₂O₃用于半导体桥发火时间由37.20 ms增加到50.88 ms,发火能量由0.64 mJ增加到1.17 mJ.     

硝化石墨烯制备及对高氯酸铵热分解的催化作用

为提高石墨烯在含能材料中的释能和催化效果,采用Hummers法制备氧化石墨,进一步硝化生成硝化石墨烯（NGO）。使用扫描电镜、X射线光电子能谱、有机元素分析仪、傅里叶变换红外光谱分析和热重-非等温量热分析对制备样品进行结构和性能分析,并通过定容燃烧实验测试NGO在含能体系中的燃烧情况。实验结果表明：作为一种新型含能催化剂,所制备的NGO为片层堆叠状,表面有褶皱;在氧化石墨烯部分含氧官能团位点处悬挂硝酸酯基和硝基,氮含量为8%;NGO分解焓约为659 J/g,热分解总失重为47%;在高氯酸铵（AP）中加入5% NGO,AP各分解步骤峰温均提前,且低温分解活化能由112.6 kJ/mol降至99.4 kJ/mol,临界热爆炸温度由431 ℃降至366 ℃;NGO的加入使AP包覆铝体系的反应热值提高约13%,峰压提高约56%.     

CuO-Zr复合膜的制备及其反应光声光谱研究

以CuO和Zr为靶材,利用磁控溅射技术,采用最佳工艺条件,在载玻片衬底上沉积了Zr/CuO和CuO/Zr复合膜.利用X射线衍射、扫描电镜和反应性光声光谱技术分别对薄膜样品的晶体结构、表面形貌和反应特性进行了分析和表征.结果表明:复合膜中的Zr和CuO均以晶相形式存在,复合膜由近似球状的纳米粒子构成,在激光能量的刺激下CuO-Zr复合薄膜发生了氧化-还原反应.     

1,1'-二氧基-5,5'-联四唑双三氨基胍盐合成及其分子构型和爆轰性能的量子化学预估

以乙二醛和盐酸胍等为原料,制备一种新的含能离子盐—1,1'-二氧基-5,5'-联四唑双三氨基胍盐,采用红外光谱、元素分析、核磁共振波谱对其结构进行了表征,运用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-31+G**水平下计算得到该化合物的几何结构、前线轨道能量;测试该化合物的密度为1.78 g/cm3,基于Bron-Haber能量循环设计等键反应并通过Kamlet-Jacobs公式预测该化合物的生成热、爆速、爆压分别为710.5 k J/mol、9.01 km/s、34.88 GPa.     

PTFE/Al反应多层膜的制备及力学性能

以铝(Al)为可燃物质,聚四氟乙烯(PTFE)为氧化剂,利用射频磁控溅射法制备了不同厚度,交替沉积的PTFE/Al反应多层膜。采用原子力显微镜(AFM)、X-射线衍射仪(XRD)研究了溅射功率对薄膜表面形貌的影响规律,得到了PTFE/Al反应多层膜适宜的制备工艺,利用纳米压痕仪研究了PTFE/Al反应多层膜的力学性能。结果表明,当射频溅射功率分别为50 W和150 W时,制得的PTFE薄膜和Al薄膜的平均粗糙度与均方根粗糙度均较低。当PTFE/Al反应多层膜总厚度约为300 nm时,与相同厚度的纯PTFE膜和纯Al膜相比,PTFE/Al反应多层膜具有较高的硬度和弹性模量,分别为5.8 GPa和120.0 GPa。     

加添加剂水热法简易制备锐钛矿型TiO_2薄膜及其表征

在3种晶型(锐钛矿型、板钛矿型和金红石型)的TiO2中,只有锐钛矿型的TiO2具有较好的光催化活性。因为钛矿型TiO2不稳定,它容易转化为最稳定的金红石型,所以简易地制备锐钛矿型TiO2比较困难。在最佳条件下:以0.15 mol/L的Ti(SO4)2溶液为原料,外加添加剂(关键技术,添加剂/Ti4+摩尔比为4/1)于170℃下水热反应4 h,在玻璃基板上制备TiO2纳米晶体薄膜,SEM、TEM和XRD表征结果说明,生成的TiO2晶体为锐钛矿型。制备的TiO2薄膜平整、密实,厚约2μm,薄膜由大面积的TiO2纳米晶体自组装而成,TiO2纳米晶体呈现八面体结构,平整的三角形表面边长约100～200 nm,晶体长约1μm。     

5-氨基四唑/高碘酸钠体系气体发生剂特性

为获得低燃温气体发生剂,利用喷雾干燥法制备5-氨基四唑(5-AT)/NaIO4/CuO复合粒子作为气体发生剂配方.通过扫描电子显微镜对5-AT/NaIO4/CuO复合粒子的复合效果进行表征,用同步热分析仪、氧弹量热仪、热电偶和靶线法分别对5-AT/NaIO4/CuO复合粒子的放热量、温度和燃速进行测试.结果表明:由喷雾...