含能材料電泳沉積裝藥裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種含能材料電泳沉積裝藥裝置，包括用于容納含能材料膠體溶液的電沉積槽、電泳沉積用的正電極和負(fù)電極、提供電泳沉積驅(qū)動(dòng)力的直流電源，用于調(diào)節(jié)正電極和負(fù)電極位置的升降臺(tái)，所述的正電極與有機(jī)玻璃板緊密結(jié)合，所述的有機(jī)玻璃板上加工孔作為沉積目標(biāo)孔，沉積目標(biāo)孔貫穿有機(jī)玻璃板，所述的正電極和負(fù)電極完全浸入含能材料膠體溶液中，負(fù)電極在上方，正電極在下方，沉積目標(biāo)孔朝上，正電極和負(fù)電極分別與直流電源的正極和負(fù)極相連接。本裝置首次在裝藥時(shí)采用電極縱向排列，豎直電泳沉積方式，利用了顆粒自身的重力，改善了水平沉積過程中對(duì)顆粒質(zhì)量的特定需求，使得沉積顆粒更好地進(jìn)行級(jí)配，保證了裝藥密實(shí)度。
【專利說明】
含能材料電泳沉積裝藥裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于微裝藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含能材料電泳沉積裝藥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))是將微電子技術(shù)與機(jī)械工程融合到一起的一種工業(yè)技術(shù)。米用MEMS技術(shù)制作的微傳感器、微執(zhí)行器及電子器件等在航天航空、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以等許多領(lǐng)域中都有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]近年來，由于MEMS技術(shù)制備出的微型元器件開始大量應(yīng)用在武器裝備中，如微衛(wèi)星、航天器及MEMS火工品等。要維持微航天器精確完成調(diào)姿、變軌、分離等特定動(dòng)作;保證微型系統(tǒng)可靠執(zhí)行安保，有一個(gè)核心的因素不可忽視，那就是能量供應(yīng)系統(tǒng)。
[0004]含能材料是高能量密度材料，能夠?yàn)镸EMS火工品、微衛(wèi)星調(diào)姿等提供高效的點(diǎn)火、起爆、傳爆、驅(qū)動(dòng)等動(dòng)力。隨著器件的不斷小型化、智能化和制造規(guī)?；?，對(duì)含能材料及其裝藥提出了更高的要求，譬如在微小尺寸下必須可靠釋放能量，且能夠規(guī)模化微裝藥并與MEMS工藝相適應(yīng)。
[0005]含能材料納米化后具有較小的臨界直徑和較快能量釋放速率，微環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)異的反應(yīng)特性，在微器件中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，納米含能材料有望解決微裝藥當(dāng)前面臨的裝藥密度較低、一致性差和操作危險(xiǎn)等瓶頸問題。含能材料納米化后，粒徑極小的含能粒子在溶液環(huán)境下具有較好的懸浮性能和流動(dòng)性能，在一定驅(qū)動(dòng)力的作用下能夠在預(yù)定的形狀的區(qū)域內(nèi)有序排列，形成較致密的塊體裝藥。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種含能材料電泳沉積裝藥裝置，該裝置擬在溶液環(huán)境下，利用電泳技術(shù)和納米含能粒子的表面電位，實(shí)現(xiàn)納米粒子的可控聚集，實(shí)現(xiàn)與MEMS兼容的微裝藥工藝。
[0007]本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0008]—種含能材料電泳沉積裝藥裝置，包括用于容納含能材料膠體溶液的電沉積槽、電泳沉積用的正電極和負(fù)電極、提供電泳沉積驅(qū)動(dòng)力的直流電源，用于調(diào)節(jié)正電極和負(fù)電極位置的升降臺(tái)，所述的正電極與有機(jī)玻璃板緊密結(jié)合，所述的有機(jī)玻璃板上加工孔作為沉積目標(biāo)孔，沉積目標(biāo)孔貫穿有機(jī)玻璃板，所述的正電極和負(fù)電極完全浸入含能材料膠體溶液中，負(fù)電極在上方，正電極在下方，沉積目標(biāo)孔朝上，正電極和負(fù)電極分別與直流電源的正極和負(fù)極相連接。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的正電極材料為鈾、金、銀中的一種，所述負(fù)電極材料為鉑、金、銀、銅及導(dǎo)電玻璃中的一種。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的電沉積槽為玻璃槽或有機(jī)玻璃槽中的一種。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的直流電源為提供恒壓O?30V或恒流輸出O?0.2A的直流穩(wěn)壓電源。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的正電極與負(fù)電極的間距為1.0?2.0cm。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的含能材料為六硝基芪、六硝基六氮雜異伍茲烷中的一種。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果:
[0015]I)本裝置首次在裝藥時(shí)采用電極縱向排列，豎直電泳沉積方式，利用了顆粒自身的重力，改善了水平沉積過程中對(duì)顆粒質(zhì)量的特定需求，使得沉積顆粒更好地進(jìn)行級(jí)配，保證了裝藥密實(shí)度。
[0016]2)本裝置易于搭建，工藝過程簡單，可操作性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型含能材料電泳沉積裝藥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型含能材料電泳沉積裝藥方式的工藝原理圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型有機(jī)玻璃板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為采用本實(shí)用新型含能材料電泳沉積裝藥裝置裝藥的實(shí)施例1的HNS藥柱破碎斷面掃描電鏡圖；
[0021 ]圖5為采用本實(shí)用新型含能材料電泳沉積裝藥裝置裝藥的實(shí)施例2的HNS藥柱破碎斷面掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖及實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。
[0023]結(jié)合圖1-3，一種含能材料電泳沉積裝藥裝置，包括用于容納含能材料膠體溶液的電沉積槽1、電泳沉積用的正電極4和負(fù)電極6、提供電泳沉積驅(qū)動(dòng)力的直流電源3，用于調(diào)節(jié)正電極4和負(fù)電極6位置的升降臺(tái)7，所述的正電極4與有機(jī)玻璃板8緊密結(jié)合，所述的有機(jī)玻璃板8上加工孔作為沉積目標(biāo)孔9，沉積目標(biāo)孔9貫穿有機(jī)玻璃板8，所述的正電極4和負(fù)電極6完全浸入含能材料膠體溶液2中，負(fù)電極6在上方，正電極在下方4，沉積目標(biāo)孔9朝上，正電極4和負(fù)電極6分別與直流電源3的正極和負(fù)極相連接。所述的電極為鉑片電極、導(dǎo)電玻璃、金屬銅片、鍍金娃片中的一種。所述的電沉積槽I為玻璃槽或有機(jī)玻璃槽中的一種。所述的直流電源3為提供恒壓O?30V或恒流輸出O?0.2A的直流穩(wěn)壓電源。所述的正電極4與負(fù)電極6的間距為1.0?2.0cm。所述的含能材料為六硝基芪、六硝基六氮雜異伍茲烷中的一種。通電后，含能粒子5向正電極運(yùn)動(dòng)，沉積在有機(jī)玻璃板8的目標(biāo)沉積孔9中。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]將六硝基芪(HNS)加入乙酸乙酯中，在溫度60°C磁力攪拌直至完全溶解，配置得質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的六硝基芪溶液。
[0026]按照水與乙酸乙酯體積為10:1量取水，將六硝基芪溶液在攪拌速度為600rpm條件下，以I OmL/min的速度均勻噴射到水中，然后通過稀HCI與NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至1.0，得到六硝基芪膠體溶液。
[0027]按照正電極面積加工長寬高尺寸為20.0X20.0X1.0mm的有機(jī)玻璃板，并在有機(jī)玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標(biāo)孔，將有機(jī)玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負(fù)電極材料為銀。
[0028]將正電極與負(fù)電極豎直安裝并完全浸入六硝基芪膠體溶液中，負(fù)電極在上方，正電極在下方，沉積目標(biāo)孔朝上，正電極與負(fù)電極有效面積正對(duì)且距離為1.0cm。正電極和負(fù)電極分別與直流電源正極和負(fù)極相連接，測(cè)試電路連接保證導(dǎo)通。
[0029]開啟直流電源，設(shè)置20V恒壓輸出，連續(xù)進(jìn)行電沉積，每隔Ih攪拌六硝基芪膠體溶液5min，沉積24h后將正電極從膠體溶液中拿出，干燥，拆模后將小藥柱取出并進(jìn)行相關(guān)表征。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]將六硝基芪(HNS)加入丙酮中，在溫度60°C磁力攪拌直至完全溶解，配置得質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的六硝基芪溶液。
[0032]按照水與丙酮體積為10:1量取水，將六硝基芪溶液在攪拌速度為600rpm條件下，以10mL/min的速度均勻噴射到水中，然后通過稀HCl與NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至10.0，得到六硝基芪膠體溶液。
[0033]按照正電極面積加工長寬高尺寸為20.0X20.0X1.0mm的有機(jī)玻璃板，并在有機(jī)玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標(biāo)孔，將有機(jī)玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負(fù)電極材料為銀。
[0034]將正電極與負(fù)電極豎直安裝并完全浸入六硝基芪膠體溶液中，負(fù)電極在上方，正電極在下方，沉積目標(biāo)孔朝上，正電極與負(fù)電極有效面積正對(duì)且距離為1.0cm。正電極和負(fù)電極分別與直流電源正極和負(fù)極相連接，測(cè)試電路連接保證導(dǎo)通。
[0035]開啟直流電源，設(shè)置15V恒壓輸出，連續(xù)進(jìn)行電沉積，每隔Ih攪拌六硝基芪膠體溶液5min，沉積36h后將正電極從膠體溶液中拿出，干燥，拆模后將小藥柱取出并進(jìn)行相關(guān)表征。
[0036]實(shí)施例3:
[0037]將六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)加入乙酸乙酯中，在溫度60°C磁力攪拌直至完全溶解，配置得質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的六硝基六氮雜異伍茲烷溶液。
[0038]按照水與乙酸乙酯體積為10:1量取水，將六硝基六氮雜異伍茲烷溶液在攪拌速度為600rpm條件下，以10mL/min的速度均勻噴射到水中，然后通過稀HCl與NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至10.0，得到六硝基六氮雜異伍茲烷膠體溶液。
[0039]按照正電極面積加工長寬高尺寸為20.0X20.0X1.0mm的有機(jī)玻璃板，并在有機(jī)玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標(biāo)孔，將有機(jī)玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負(fù)電極材料為銅。。
[0040]將正電極與負(fù)電極豎直安裝并完全浸入六硝基六氮雜異伍茲烷膠體溶液中，負(fù)電極在上方，正電極在下方，沉積目標(biāo)孔朝上，正電極與負(fù)電極有效面積正對(duì)且距離為1.0cm。正電極和負(fù)電極分別與直流電源正極和負(fù)極相連接，測(cè)試電路連接保證導(dǎo)通。
[0041]開啟直流電源，設(shè)置20V恒壓輸出，連續(xù)進(jìn)行電沉積，每隔Ih攪拌六硝基芪膠體溶液5min，沉積24h后將正電極從膠體溶液中拿出，干燥，拆模后將小藥柱取出并進(jìn)行相關(guān)表征。
[0042]實(shí)施例4:
[0043]將六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)加入丙酮中，在溫度70°C磁力攪拌直至完全溶解，配置得質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的六硝基六氮雜異伍茲烷溶液。
[0044]按照水與丙酮體積為10:1量取水，將六硝基六氮雜異伍茲烷溶液在攪拌速度為600rpm條件下，以10mL/min的速度均勻噴射到水中，然后通過稀HCl與NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至10.0，得到六硝基六氮雜異伍茲烷膠體溶液。
[0045]按照正電極面積加工長寬高尺寸為20.0X20.0X1.0mm的有機(jī)玻璃板，并在有機(jī)玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標(biāo)孔，將有機(jī)玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負(fù)電極材料為銅。
[0046]將正電極與負(fù)電極豎直安裝并完全浸入六硝基六氮雜異伍茲烷膠體溶液中，負(fù)電極在上方，正電極在下方，沉積目標(biāo)孔朝上，正電極與負(fù)電極有效面積正對(duì)且距離為1.0cm。正電極和負(fù)電極分別與直流電源正極和負(fù)極相連接，測(cè)試電路連接保證導(dǎo)通。
[0047]開啟直流電源，設(shè)置15V恒壓輸出，連續(xù)進(jìn)行電沉積，每隔Ih攪拌六硝基芪膠體溶液5min，沉積36h后將正電極從膠體溶液中拿出，干燥，拆模后將小藥柱取出并進(jìn)行相關(guān)表征。
[0048]在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
[0049]盡管這里參照本實(shí)用新型的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含能材料電泳沉積裝藥裝置，其特征在于包括用于容納含能材料膠體溶液的電沉積槽(I)、電泳沉積用的正電極(4)和負(fù)電極(6)、提供電泳沉積驅(qū)動(dòng)力的直流電源(3)，用于調(diào)節(jié)正電極(4)和負(fù)電極(6)位置的升降臺(tái)(7)，所述的正電極(4)與有機(jī)玻璃板(8)緊密結(jié)合，所述的有機(jī)玻璃板(8)上加工孔作為沉積目標(biāo)孔(9)，沉積目標(biāo)孔(9)貫穿有機(jī)玻璃板(8)，所述的正電極(4)和負(fù)電極(6)完全浸入含能材料膠體溶液(2)中，負(fù)電極(6)在上方，正電極(4)在下方，沉積目標(biāo)孔(9)朝上，正電極(4)和負(fù)電極(6)分別與直流電源(3)的正極和負(fù)極相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含能材料電泳沉積裝藥裝置，其特征在于所述的正電極材料為鉑、金、銀中的一種，所述負(fù)電極材料為鉑、金、銀、銅及導(dǎo)電玻璃中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含能材料電泳沉積裝藥裝置，其特征在于所述的電沉積槽(I)為玻璃槽或有機(jī)玻璃槽中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含能材料電泳沉積裝藥裝置，其特征在于所述的直流電源(3)為提供恒壓O?30V或恒流輸出O?0.2A的直流穩(wěn)壓電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含能材料電泳沉積裝藥裝置，其特征在于所述的正電極(4)與負(fù)電極(6)的間距為1.0?2.0cm0
【文檔編號(hào)】C25D13/00GK205556822SQ201620384935
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】楊云濤, 楊光成, 譙志強(qiáng), 沈金朋, 王軍, 劉有松, 李 瑞
【申請(qǐng)人】中國工程物理研究院化工材料研究所, 四川省新材料研究中心