含能材料电泳沉积装药装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种含能材料电泳沉积装药装置，包括用于容纳含能材料胶体溶液的电沉积槽、电泳沉积用的正电极和负电极、提供电泳沉积驱动力的直流电源，用于调节正电极和负电极位置的升降台，所述的正电极与有机玻璃板紧密结合，所述的有机玻璃板上加工孔作为沉积目标孔，沉积目标孔贯穿有机玻璃板，所述的正电极和负电极完全浸入含能材料胶体溶液中，负电极在上方，正电极在下方，沉积目标孔朝上，正电极和负电极分别与直流电源的正极和负极相连接。本装置首次在装药时采用电极纵向排列，竖直电泳沉积方式，利用了颗粒自身的重力，改善了水平沉积过程中对颗粒质量的特定需求，使得沉积颗粒更好地进行级配，保证了装药密实度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微装药
，具体涉及一种含能材料电泳沉积装药装置。
技术介绍
MEMS(微机电系统)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术。采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器及电子器件等在航天航空、生物医学、环境监控、军事以等许多领域中都有着广阔的应用前景。近年来，由于MEMS技术制备出的微型元器件开始大量应用在武器装备中，如微卫星、航天器及MEMS火工品等。要维持微航天器精确完成调姿、变轨、分离等特定动作；保证微型系统可靠执行安保，有一个核心的因素不可忽视，那就是能量供应系统。含能材料是高能量密度材料，能够为MEMS火工品、微卫星调姿等提供高效的点火、起爆、传爆、驱动等动力。随着器件的不断小型化、智能化和制造规模化，对含能材料及其装药提出了更高的要求，譬如在微小尺寸下必须可靠释放能量，且能够规模化微装药并与MEMS工艺相适应。含能材料纳米化后具有较小的临界直径和较快能量释放速率，微环境下表现出优异的反应特性，在微器件中具有广泛的应用价值。同时，纳米含能材料有望解决微装药当前面临的装药密度较低、一致性差和操作危险等瓶颈问题。含能材料纳米化后，粒径极小的含能粒子在溶液环境下具有较好的悬浮性能和流动性能，在一定驱动力的作用下能够在预定的形状的区域内有序排列，形成较致密的块体装药。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种含能材料电泳沉积装药装置，该装置拟在溶液环境下，利用电泳技术和纳米含能粒子的表面电位，实现纳米粒子的可控聚集，实现与MEMS兼容的微装药工艺。本技术采取以下技术方案：一种含能材料电泳沉积装药装置，包括用于容纳含能材料胶体溶液的电沉积槽、电泳沉积用的正电极和负电极、提供电泳沉积驱动力的直流电源，用于调节正电极和负电极位置的升降台，所述的正电极与有机玻璃板紧密结合，所述的有机玻璃板上加工孔作为沉积目标孔，沉积目标孔贯穿有机玻璃板，所述的正电极和负电极完全浸入含能材料胶体溶液中，负电极在上方，正电极在下方，沉积目标孔朝上，正电极和负电极分别与直流电源的正极和负极相连接。进一步的技术方案是，所述的正电极材料为铂、金、银中的一种，所述负电极材料为铂、金、银、铜及导电玻璃中的一种。进一步的技术方案是，所述的电沉积槽为玻璃槽或有机玻璃槽中的一种。进一步的技术方案是，所述的直流电源为提供恒压0～30V或恒流输出0～0.2A的直流稳压电源。进一步的技术方案是，所述的正电极与负电极的间距为1.0～2.0cm。进一步的技术方案是，所述的含能材料为六硝基芪、六硝基六氮杂异伍兹烷中的一种。本技术与现有技术相比，具有以下的有益效果：1)本装置首次在装药时采用电极纵向排列，竖直电泳沉积方式，利用了颗粒自身的重力，改善了水平沉积过程中对颗粒质量的特定需求，使得沉积颗粒更好地进行级配，保证了装药密实度。2)本装置易于搭建，工艺过程简单，可操作性强。附图说明图1为本技术含能材料电泳沉积装药装置的结构示意图；图2为本技术含能材料电泳沉积装药方式的工艺原理图；图3为本技术有机玻璃板的结构示意图；图4为采用本技术含能材料电泳沉积装药装置装药的实施例1的HNS药柱破碎断面扫描电镜图；图5为采用本技术含能材料电泳沉积装药装置装药的实施例2的HNS药柱破碎断面扫描电镜图。具体实施方式下面结合本技术的附图及实施例作进一步的说明。结合图1-3，一种含能材料电泳沉积装药装置，包括用于容纳含能材料胶体溶液的电沉积槽1、电泳沉积用的正电极4和负电极6、提供电泳沉积驱动力的直流电源3，用于调节正电极4和负电极6位置的升降台7，所述的正电极4与有机玻璃板8紧密结合，所述的有机玻璃板8上加工孔作为沉积目标孔9，沉积目标孔9贯穿有机玻璃板8，所述的正电极4和负电极6完全浸入含能材料胶体溶液2中，负电极6在上方，正电极在下方4，沉积目标孔9朝上，正电极4和负电极6分别与直流电源3的正极和负极相连接。所述的电极为铂片电极、导电玻璃、金属铜片、镀金硅片中的一种。所述的电沉积槽1为玻璃槽或有机玻璃槽中的一种。所述的直流电源3为提供恒压0～30V或恒流输出0～0.2A的直流稳压电源。所述的正电极4与负电极6的间距为1.0～2.0cm。所述的含能材料为六硝基芪、六硝基六氮杂异伍兹烷中的一种。通电后，含能粒子5向正电极运动，沉积在有机玻璃板8的目标沉积孔9中。实施例1：将六硝基芪(HNS)加入乙酸乙酯中，在温度60℃磁力搅拌直至完全溶解，配置得质量分数1.5％的六硝基芪溶液。按照水与乙酸乙酯体积为10:1量取水，将六硝基芪溶液在搅拌速度为600rpm条件下，以10mL/min的速度均匀喷射到水中，然后通过稀HCl与NaOH溶液调节pH至10.0，得到六硝基芪胶体溶液。按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0×20.0×1.0mm的有机玻璃板，并在有机玻璃上加工直径1.0mm、高1.0mm的贯穿圆孔作为沉积目标孔，将有机玻璃板与正电极通过直径0.1mm漆包线紧密捆绑在一起，所述的正电极和负电极材料为银。将正电极与负电极竖直安装并完全浸入六硝基芪胶体溶液中，负电极在上方，正电极在下方，沉积目标孔朝上，正电极与负电极有效面积正对且距离为1.0cm。正电极和负电极分别与直流电源正极和负极相连接，测试电路连接保证导通。开启直流电源，设置20V恒压输出，连续进行电沉积，每隔1h搅拌六硝基芪胶体溶液5min，沉积24h后将正电极从胶体溶液中拿出，干燥，拆模后将小药柱取出并进行相关表征。实施例2：将六硝基芪(HNS)加入丙酮中，在温度60℃磁力搅拌直至完全溶解，配置得质量分数1.5％的六硝基芪溶液。按照水与丙酮体积为10:1量取水，将六硝基芪溶液在搅拌速度为600rpm条件下，以10mL/min的速度均匀喷射到水中，然后通过稀HCl与NaOH溶液调节pH至10.0，得到六硝基芪胶体溶液。按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0×20.0×1.0mm的有机玻璃板，并在有机玻璃上加工直径1.0mm、高1.0mm的贯穿圆孔作为沉积目标孔，将有机玻璃板与正电极通过直径0.1mm漆包线紧密捆绑在一起，所述的正电极和负电极材料为银。将正电极与负电极竖直安装并完全浸入六硝基芪胶体溶液中，负电极在上方，正电极在下方，沉积目标孔朝上，正电极与负电极有效面积正对且距离为1.0cm。正电极和负电极分别与直流电源正极和负极相连接，测试电路连接保证导通。开启直流电源，设置15V恒压输出，连续进行电沉积，每隔1h搅拌六硝基芪胶体溶液5min，沉积36h后将正电极从胶体溶液中拿出，干燥，拆模后将小药柱取出并进行相关表征。实施例3：将六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)加入乙酸乙酯中，在温度60℃磁力搅拌直至完全溶解，配置得质量分数1.5％的六硝基六氮杂异伍兹烷溶液。按照水与乙酸乙酯体积为10:1量取水，将六硝基六氮杂异伍兹烷溶液在搅拌速度为600rpm条件下，以10mL/min的速度均匀喷射到水中，然后通过稀HCl与NaOH溶液调节pH至10.0，得到六硝基六氮杂异伍兹烷胶体溶液。按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0×20.0×1.0mm的有机玻璃板，并在有机玻璃上加工直径1.0mm、高1.0mm的贯穿圆孔作为沉积目标孔，将有机玻璃板与正电极通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含能材料电泳沉积装药装置，其特征在于包括用于容纳含能材料胶体溶液的电沉积槽(1)、电泳沉积用的正电极(4)和负电极(6)、提供电泳沉积驱动力的直流电源(3)，用于调节正电极(4)和负电极(6)位置的升降台(7)，所述的正电极(4)与有机玻璃板(8)紧密结合，所述的有机玻璃板(8)上加工孔作为沉积目标孔(9)，沉积目标孔(9)贯穿有机玻璃板(8)，所述的正电极(4)和负电极(6)完全浸入含能材料胶体溶液(2)中，负电极(6)在上方，正电极(4)在下方，沉积目标孔(9)朝上，正电极(4)和负电极(6)分别与直流电源(3)的正极和负极相连接。

【技术特征摘要】
1.一种含能材料电泳沉积装药装置，其特征在于包括用于容纳含能材料胶体溶液的电沉积槽(1)、电泳沉积用的正电极(4)和负电极(6)、提供电泳沉积驱动力的直流电源(3)，用于调节正电极(4)和负电极(6)位置的升降台(7)，所述的正电极(4)与有机玻璃板(8)紧密结合，所述的有机玻璃板(8)上加工孔作为沉积目标孔(9)，沉积目标孔(9)贯穿有机玻璃板(8)，所述的正电极(4)和负电极(6)完全浸入含能材料胶体溶液(2)中，负电极(6)在上方，正电极(4)在下方，沉积目标孔(9)朝上，正电极(4)和负电极(6)分别与直流电源(3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云涛，杨光成，谯志强，沈金朋，王军，刘有松，李瑞，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，四川省新材料研究中心，
类型：新型
国别省市：四川;51