[發明專利]降低疊氮化亞銅薄膜靜電感度的方法

有效

• 申請號: 202110159634.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112899746B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張文超;楊格行;俞春培;陳亞杰;徐建勇;宋長坤;陳俊宏;劉佳琪;鄔潤輝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C25D9/02
• 分類號: C25D9/02;C25D5/54;C25D5/18;C25D21/12;B82Y40/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種降低疊氮化亞銅薄膜靜電感度的方法。所述方法以疊氮化亞銅薄膜材料作為陽極，以含有吡咯的溶液為電解液，在通電條件下吡咯在陽極完成電聚合反應，得到疊氮化亞銅/聚吡咯復合含能薄膜。本發明利用電化學方法，在液相環境中直接制備疊氮化亞銅/聚吡咯復合含能薄膜，簡單高效，制備過程安全，可操作性強，適用性強，適用范圍廣。同時，制備工藝與MEMS工藝兼容，可將疊氮化亞銅/聚吡咯復合含能薄膜直接集成到點火芯片上。

技術領域

本發明屬于含能材料技術領域，涉及一種降低疊氮化亞銅薄膜靜電感度的方法。

背景技術

疊氮化亞銅(copper azide，CA)是一種能量性能優越的材料，不僅具有極高的火焰感度和點火能力，而且其極限起爆藥量低、綠色環保、易于原位裝藥，在新型火工藥劑、炸藥和推進劑等含能材料研究領域具有良好的應用前景。然而，疊氮化亞銅的感度極高，在較小能量刺激的情況下都能發生爆炸。只有解決疊氮化亞銅感度過高的問題，才能促進疊氮化亞銅在微納含能器件上的應用。

Rui Xu等(Xu R,et al.Nanoscale Homogeneous Energetic Copper Azides@Porous Carbon Hybrid with Reduced Sensitivity and High Ignition Ability[J].ACS Appl.Mater. Interfaces 2018,10,22545-22551.)以羧甲基纖維素鈉為基底，乙酸銅作為離子交聯劑得到水凝膠。經高溫加熱后形成內嵌銅顆粒的蜂窩結構的多孔碳，接著和疊氮酸氣體反應，最終得到銅疊氮化物復合材料。

李婷婷(李婷婷.碳基納米疊氮化銅復合含能材料研究[D].江蘇:南京理工大學,2018.) 將銅納米線和碳納米管置入溶液中混合，經多次離心分離后制得復合材料。再將其配置成電泳液，沉積為復合材料薄膜。最后與疊氮化氫氣體反應，得到疊氮化銅/碳納米管復合材料。

C.Yu等(C.Yu et al.A safe and efficient liquid-solid synthesis forcopper azide films with excellent electrostatic stability[J].Nano Energy 66(2019)104135.)首先在銅箔上合成氫氧化銅，再將氫氧化銅煅燒后生成氧化銅棒狀陣列薄膜。接著將其置于疊氮化鈉水溶液中，在電化學條件下反應數十分鐘后便可制得CA/CuO含能薄膜。

上述研究表明，目前對CA含能材料性能調控的主要方式是摻雜碳材料和設計特殊的結構等。雖然這些制備方法的改進和新穎的結構設計改善了CA材料的靜電感度和燃燒性能，但存在反應過程復雜，不與MEMS工藝兼容，降低感度的效果不明顯等缺點。

發明內容

本發明目的在于提供一種降低疊氮化亞銅薄膜靜電感度的方法，該方法通過電化學聚合反應在具有微納米結構的疊氮化亞銅薄膜表面包覆一層聚吡咯材料，簡單高效，制備過程安全，且與MEMS工藝完全兼容。

實現本發明目的的技術解決方案為：

降低疊氮化亞銅薄膜靜電感度的方法，具體步驟為：

以具有微納米結構的疊氮化亞銅薄膜為陽極，以含吡咯的溶液為電解液，在通電條件下吡咯在陽極完成聚合反應，反應結束后，干燥，得到含聚吡咯/疊氮化亞銅的薄膜。

優選地，所述的含吡咯的溶液為現有常規使用的含吡咯的對甲苯磺酸鈉水溶液，所述的含吡咯的溶液pH為9，對甲苯磺酸鈉濃度為0.1mol/L，吡咯濃度為0.4mol/L。

優選地，所述的微納米結構采用比表面積較大、可與電解液充分接觸的多孔結構或者納米陣列結構。

優選地，所述的疊氮化亞銅薄膜采用現有常規使用的高純銅箔通過電化學疊氮法制備。