微喷口阵列的TMAH“两步法”制备工艺

为了高效经济地实现单晶硅喷口阵列的批量加工,通过大量实验,研究了TMAH溶液在不同浓度、温度、刻蚀时间以及添加剂过硫酸铵的添加量和添加方式等对单晶硅刻蚀结果的影响规律,得到了"两步法"的优化刻蚀工艺:第1步在低浓度、高温度下进行高速刻蚀;第2步降低刻蚀温度,同时添加过硫酸铵,进行表面修饰,降低粗糙度。该工艺具有操作简便、经济高效的特点,结合该工艺已成功制备出高质量的固体化学微推进器喷口阵列。     

含叠氮化钠气体发生剂热动力学试验研究

通过ＤＳＣ热分析方法对叠氮化钠气体发生剂的热分解动力学特性进行研究，揭示了叠氮化钠以及其他添加剂对化学反应的影响程度。     

TiO2-Al含能复合薄膜激光烧蚀特性研究

利用真空磁控溅射技术制备了不同调制周期的TiO_2-Al复合薄膜和TiO_2-Al-Al_2O_3-Al复合飞片,通过SEM对各层薄膜的厚度、界面成分、薄膜均匀性和致密性进行相应表征;利用光子多普勒测速系统(PDV)测量飞片速度,得出飞片速度与激光脉冲能量的关系;运用原子发射光谱法研究了TiO_2-Al复合薄膜调制周期对激光诱导TiO_2-Al复合薄膜等离子体特性的影响。研究结果表明:复合薄膜不同材料膜层分界面清晰可见,具有明显的层状结构;飞片速度随激光能量的增加先上升后降低,调制周期小的飞片速度高于调制周期大的飞片;对应的等离子体电子温度规律类似;在一定能量范围内,反应性复合薄膜在激光辐照下对飞片的速度特性有较为显著的增强作用。该结果对提高激光驱动飞片能量耦合率有重要意义。     

Al/CuO肖特基结换能元芯片的非线性电爆换能特性

依据肖特基势垒理论,设计并制备了Al/CuO肖特基结换能元芯片。用击穿电压仪研究了换能元芯片的电击穿性能,用电容放电的激发方式研究了芯片的电爆特性。结果表明,对前者,芯片存在发火阈值,具有整流特性,击穿电压与肖特基结的个数无关,击穿电压为8 V;对后者,芯片也存在发火阈值,发火阈值与肖特基结数呈正相关,芯片还具有发火延迟特性。延迟时间的长短与肖特基结数也呈正相关。同时芯片还具有多次激发而连续发火的特性。显示Al/CuO肖特基结换能元芯片是一种具有非线性电爆换能特性的新型电爆换能元。     

铝-氧化铜可反应性桥膜的制备及表征

采用磁控溅射技术在衬底基片上制备了Al-CuO复合桥膜。利用扫描电镜、X射线衍射对复合桥膜的微观形貌和晶相结构进行了表征。采用恒压电源对复合桥膜进行了通电点火实验,通过对比Al桥膜和Al-CuO复合桥膜的电流变化曲线、对桥膜点火后的晶相结构进行XRD分析、利用高速摄影仪观察复合桥膜的点火过程,从而对复合桥膜的化学反应性能进行了表征。结果表明,复合桥膜具有分层结构,Al膜和CuO膜皆由均匀、近似球状的纳米晶粒构成,Al-CuO复合桥膜在通电后发生了氧化还原反应。     

基于Cu阻挡层的Al/CuO含能半导体桥的电爆性能研究

界面层的反应性是纳米含能复合薄膜(RMFs)制备中的重要因素,直接影响纳米RMFs的反应性能。为了研究纳米Al/CuO RMFs在半导体桥上集成后的电爆性能,采用磁控溅射工艺制备了Al/CuO含能半导体桥（Al/CuO-ESCB）和Al/Cu/CuO含能半导体桥(Al/Cu/CuO-ESCB),研究了Cu层作为阻挡层对Al/CuO-ESCB电爆过程的影响。结果表明:增加Cu阻挡层可以缩短ESCB的临界激发时间,增加ESCB的燃烧时间。     

酚醛树脂对B/KNO_3点火药的激光点火特性的影响

用光声-光电测试法,EMS方法和DSC热分析方法研究酚醛树脂对B／KNO3点火药的激光点火特性的影响。研究结果表明,在一定的入射激光能量下,当有酚醛树脂时,B／KNO3体系点火药的点火延迟期缩短,光声信号也减小,酚醛树脂的作用在于抑制样品的能量和物质量向环境流失。样品表面激光烧蚀斑的电子显微照相表明有无酚醛树酯,药剂的烧蚀情况无明显的差异,激光在药剂表面形成多个点火中心。     

不同氧/燃比的硼-硝酸钾的激光点火特性

硼-硝酸钾是一种重要的含能材料,其氧/燃比与药剂的点火和燃烧性能有密切关系.为了掌握氧/燃比与激光点火性能的关系,对不同配比的硼-硝酸钾及其酚醛树脂掺杂物进行激光点火特性实验研究、热力学参数计算分析和热分析.结果表明,硼-硝酸钾的激光点火过程由激光烧蚀、热化学反应和自持燃烧等阶段构成;随着硼质量分数从30%增加到70%,50%发火的激光点火阈值存在一个最小值,分别为7.6 mJ(m(B)∶m(KNO3):50∶50)和4.05 mJ(m(B)∶m(KNO3)∶m(酚醛树脂):40∶50∶5);激光点火延迟时间与激光点火能量密度的关系近似为线性递减关系,并且具有较低激光点火能量阈值的配比也具有较短的激光点火延迟时间;酚醛树脂将B-KNO3的化学反应起始温度从556 ℃降低到548 ℃,化学反应放热量从1.86 kJ/g增大到2.21 kJ/g,提高了激光点火感度和缩短了点火延迟时间.     

铝-氧化铜复合薄膜化学反应性能

用磁控溅射的方法制备了铝-氧化铜复合薄膜,采用差热分析(DSC)方法研究了其化学反应性能。研究结果表明:铝-氧化铜复合薄膜在一定的条件下,可以发生氧化还原反应,化学反应热为ΔH=-1197.5kJ.mol-1,与标准状态下的ΔH0=-1203.8kJ.mol-1十分接近。用Kissinger方法计算了第二步反应的活化能为565.146kJ.mol-1,说明在无外界刺激的情况下,薄膜材料可以稳定存在。理论推导出,反应可以达到的最高温度是2573℃(即铜的沸点),薄膜间的化学反应分两步进行。     

Zr、Mg系烟火剂发光光谱特性研究

采用光谱辐射计对Zr、Mg系烟火剂光谱辐射特征进行了测试，得到了火焰发光光谱图。通过比较各谱图，分析了Zr、Mg对烟火药剂可见光及近红外光输出的影响，研究结果表明，Mg系烟火剂可见光输出效率较高，Zr系烟火剂能够输出高强度近红外光。