[發(fā)明專利]基于微加熱器和結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器及其制備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910404498.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111947522B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱瑩;馬小霞;呂堅(jiān);張開(kāi)黎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港城市大學(xué)深圳研究院
• 主分類號(hào): F42B3/11
• 分類號(hào): F42B3/11;F42B3/195
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;任默聞

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于微加熱器和結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器及其制備。該微小型點(diǎn)火器的結(jié)構(gòu)包括：微加熱器，包括鍵合區(qū)域和加熱區(qū)域；形成于所述加熱區(qū)域的結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列；原位內(nèi)嵌于所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列的炸藥層；以及包封所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列的防水層。本發(fā)明的微小型點(diǎn)火器中的結(jié)構(gòu)含能材料為內(nèi)嵌炸藥的鋁熱劑陣列，并具有防水性能，以提高點(diǎn)火器的能量釋放，改善點(diǎn)火器的抗潮濕抗氧化性能，確保點(diǎn)火的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及點(diǎn)火器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于微加熱器和結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器及其制備。

背景技術(shù)

點(diǎn)火器是一種可以在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生足夠的能量點(diǎn)燃燃料或者引爆炸藥等的一次性使用裝置，可應(yīng)用于多種引燃、引爆作業(yè)中，如航空航天推進(jìn)、武器系統(tǒng)起爆傳爆序列、安全自毀裝置等軍用領(lǐng)域，以及汽車或無(wú)人機(jī)安全氣囊氣體發(fā)生器、石油開(kāi)采、礦山爆破、節(jié)日慶典等民用領(lǐng)域。常規(guī)的點(diǎn)火器為金屬橋絲式點(diǎn)火器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造；但其點(diǎn)火藥著火點(diǎn)較低，存在安全隱患，又容易在潮濕環(huán)境下潮解，使得點(diǎn)火器的性能穩(wěn)定性和可靠性較低。目前，國(guó)內(nèi)外研究有將薄膜式點(diǎn)火橋，包括半導(dǎo)體橋、金屬薄膜以及多層含能膜橋等作為金屬橋絲的替代。該類點(diǎn)火橋具有集成化、批量化、成本低、一致性好等優(yōu)點(diǎn)，但是在點(diǎn)火能量釋放、成本與工藝的復(fù)雜性、抗潮濕抗氧化性、小型化等方面又存在一定弊端，限制實(shí)際應(yīng)用。

將微加熱器與微納米含能材料進(jìn)行結(jié)合是一個(gè)新興領(lǐng)域，所得的含能單元具有高度微型化、集成化、多功能化、高精度、高可靠性等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在低觸發(fā)能、高能量輸出、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))平臺(tái)兼容性、批量生產(chǎn)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于點(diǎn)火系統(tǒng)。然而，基于微加熱器和結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器，特別是基于微加熱器和內(nèi)嵌炸藥鋁熱劑陣列防水型結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器，目前還沒(méi)有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)存在的弊端，設(shè)計(jì)一種基于微加熱器和結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器，并提供其制備方法。本發(fā)明的微小型點(diǎn)火器中的結(jié)構(gòu)含能材料為內(nèi)嵌炸藥的鋁熱劑陣列，并具有防水性能，以提高點(diǎn)火器的能量釋放，改善點(diǎn)火器的抗潮濕抗氧化性能，確保點(diǎn)火的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一方面提供一種基于微加熱器和結(jié)構(gòu)含能材料的微小型點(diǎn)火器，該微小型點(diǎn)火器的結(jié)構(gòu)包括：

微加熱器，包括鍵合區(qū)域和加熱區(qū)域；

形成于所述加熱區(qū)域的結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列；

原位內(nèi)嵌于所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列的炸藥層；以及

包封所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列的防水層。

在本發(fā)明的微小型點(diǎn)火器中，優(yōu)選地，所述微加熱器包括：

基材；以及

依次形成于基材上的粘附層、加熱器層和鍵合層；

所述微加熱器的加熱區(qū)域的鍵合層去除，所述加熱器層暴露；所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列形成于加熱區(qū)域的加熱器層上。

優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列包括形成于加熱區(qū)域的加熱器層上的金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列和沉積于所述金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列上的燃料材料；

或者，所述結(jié)構(gòu)鋁熱劑陣列包括形成于加熱區(qū)域的加熱器層上的燃料材料納米結(jié)構(gòu)陣列和沉積于所述燃料材料納米結(jié)構(gòu)陣列上的金屬氧化物。

優(yōu)選地，所述粘附層的材料為Ti、Cr、W、Mo和CuO中的一種或幾種的混合物；

所述加熱器層的材料為Pt、Pd、Ta和鎳鉻合金中的一種或幾種的混合物；

所述鍵合層的材料為Au、Al、Ag和Cu中的一種或幾種的混合物。

例如在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述粘附層的材料為Cr；所述加熱器層的材料為Pt；所述鍵合層的材料為Au。