含能材料電泳沉積裝藥裝置的制造方法
【專利摘要】本實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電極、提供電泳沉積驅動力的直流電源，用于調節正電極和負電極位置的升降臺，所述的正電極與有機玻璃板緊密結合，所述的有機玻璃板上加工孔作為沉積目標孔，沉積目標孔貫穿有機玻璃板，所述的正電極和負電極完全浸入含能材料膠體溶液中，負電極在上方，正電極在下方，沉積目標孔朝上，正電極和負電極分別與直流電源的正極和負極相連接。本裝置首次在裝藥時采用電極縱向排列，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顆粒質量的特定需求，使得沉積顆粒更好地進行級配，保證了裝藥密實度。
【專利說明】
含能材料電泳沉積裝藥裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于微裝藥技術領域，具體涉及一種含能材料電泳沉積裝藥裝置。
【背景技術】
[0002]MEMS (微機電系統)是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術。米用MEMS技術制作的微傳感器、微執行器及電子器件等在航天航空、生物醫學、環境監控、軍事以等許多領域中都有著廣闊的應用前景。
[0003]近年來，由于MEMS技術制備出的微型元器件開始大量應用在武器裝備中，如微衛星、航天器及MEMS火工品等。要維持微航天器精確完成調姿、變軌、分離等特定動作;保證微型系統可靠執行安保，有一個核心的因素不可忽視，那就是能量供應系統。
[0004]含能材料是高能量密度材料，能夠為MEMS火工品、微衛星調姿等提供高效的點火、起爆、傳爆、驅動等動力。隨著器件的不斷小型化、智能化和制造規模化，對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，且能夠規模化微裝藥并與MEMS工藝相適應。
[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，微環境下表現出優異的反應特性，在微器件中具有廣泛的應用價值。同時，納米含能材料有望解決微裝藥當前面臨的裝藥密度較低、一致性差和操作危險等瓶頸問題。含能材料納米化后，粒徑極小的含能粒子在溶液環境下具有較好的懸浮性能和流動性能，在一定驅動力的作用下能夠在預定的形狀的區域內有序排列，形成較致密的塊體裝藥。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種含能材料電泳沉積裝藥裝置，該裝置擬在溶液環境下，利用電泳技術和納米含能粒子的表面電位，實現納米粒子的可控聚集，實現與MEMS兼容的微裝藥工藝。
[0007]本實用新型采取以下技術方案:
[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電極、提供電泳沉積驅動力的直流電源，用于調節正電極和負電極位置的升降臺，所述的正電極與有機玻璃板緊密結合，所述的有機玻璃板上加工孔作為沉積目標孔，沉積目標孔貫穿有機玻璃板，所述的正電極和負電極完全浸入含能材料膠體溶液中，負電極在上方，正電極在下方，沉積目標孔朝上，正電極和負電極分別與直流電源的正極和負極相連接。
[0009]進一步的技術方案是，所述的正電極材料為鈾、金、銀中的一種，所述負電極材料為鉑、金、銀、銅及導電玻璃中的一種。
[0010]進一步的技術方案是，所述的電沉積槽為玻璃槽或有機玻璃槽中的一種。
[0011]進一步的技術方案是，所述的直流電源為提供恒壓O?30V或恒流輸出O?0.2A的直流穩壓電源。
[0012]進一步的技術方案是，所述的正電極與負電極的間距為1.0?2.0cm。
[0013]進一步的技術方案是，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]本實用新型與現有技術相比，具有以下的有益效果:
[0015]I)本裝置首次在裝藥時采用電極縱向排列，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顆粒質量的特定需求，使得沉積顆粒更好地進行級配，保證了裝藥密實度。
[0016]2)本裝置易于搭建，工藝過程簡單，可操作性強。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型含能材料電泳沉積裝藥裝置的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型含能材料電泳沉積裝藥方式的工藝原理圖；
[0019]圖3為本實用新型有機玻璃板的結構示意圖；
[0020]圖4為采用本實用新型含能材料電泳沉積裝藥裝置裝藥的實施例1的HNS藥柱破碎斷面掃描電鏡圖；
[0021 ]圖5為采用本實用新型含能材料電泳沉積裝藥裝置裝藥的實施例2的HNS藥柱破碎斷面掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合本實用新型的附圖及實施例作進一步的說明。
[0023]結合圖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和負電極6、提供電泳沉積驅動力的直流電源3，用于調節正電極4和負電極6位置的升降臺7，所述的正電極4與有機玻璃板8緊密結合，所述的有機玻璃板8上加工孔作為沉積目標孔9，沉積目標孔9貫穿有機玻璃板8，所述的正電極4和負電極6完全浸入含能材料膠體溶液2中，負電極6在上方，正電極在下方4，沉積目標孔9朝上，正電極4和負電極6分別與直流電源3的正極和負極相連接。所述的電極為鉑片電極、導電玻璃、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的直流穩壓電源。所述的正電極4與負電極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向正電極運動，沉積在有機玻璃板8的目標沉積孔9中。
[0024]實施例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，配置得質量分數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溶液調節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的有機玻璃板，并在有機玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標孔，將有機玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負電極材料為銀。
[0028]將正電極與負電極豎直安裝并完全浸入六硝基芪膠體溶液中，負電極在上方，正電極在下方，沉積目標孔朝上，正電極與負電極有效面積正對且距離為1.0cm。正電極和負電極分別與直流電源正極和負極相連接，測試電路連接保證導通。
[0029]開啟直流電源，設置20V恒壓輸出，連續進行電沉積，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行相關表征。
[0030]實施例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，配置得質量分數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溶液調節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的有機玻璃板，并在有機玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標孔，將有機玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負電極材料為銀。
[0034]將正電極與負電極豎直安裝并完全浸入六硝基芪膠體溶液中，負電極在上方，正電極在下方，沉積目標孔朝上，正電極與負電極有效面積正對且距離為1.0cm。正電極和負電極分別與直流電源正極和負極相連接，測試電路連接保證導通。
[0035]開啟直流電源，設置15V恒壓輸出，連續進行電沉積，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行相關表征。
[0036]實施例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，配置得質量分數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溶液調節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的有機玻璃板，并在有機玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標孔，將有機玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負電極材料為銅。。
[0040]將正電極與負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，負電極在上方，正電極在下方，沉積目標孔朝上，正電極與負電極有效面積正對且距離為1.0cm。正電極和負電極分別與直流電源正極和負極相連接，測試電路連接保證導通。
[0041]開啟直流電源，設置20V恒壓輸出，連續進行電沉積，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行相關表征。
[0042]實施例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，配置得質量分數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溶液調節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的有機玻璃板，并在有機玻璃上加工直徑1.0mm、高1.0mm的貫穿圓孔作為沉積目標孔，將有機玻璃板與正電極通過直徑0.1mm漆包線緊密捆綁在一起，所述的正電極和負電極材料為銅。
[0046]將正電極與負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，負電極在上方，正電極在下方，沉積目標孔朝上，正電極與負電極有效面積正對且距離為1.0cm。正電極和負電極分別與直流電源正極和負極相連接，測試電路連接保證導通。
[0047]開啟直流電源，設置15V恒壓輸出，連續進行電沉積，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行相關表征。
[0048]在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”等，指的是結合該實施例描述的具體特征、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特征、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特征、結構或者特點也落在本實用新型的范圍內。
[0049]盡管這里參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【主權項】
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)和負電極(6)、提供電泳沉積驅動力的直流電源(3)，用于調節正電極(4)和負電極(6)位置的升降臺(7)，所述的正電極(4)與有機玻璃板(8)緊密結合，所述的有機玻璃板(8)上加工孔作為沉積目標孔(9)，沉積目標孔(9)貫穿有機玻璃板(8)，所述的正電極(4)和負電極(6)完全浸入含能材料膠體溶液(2)中，負電極(6)在上方，正電極(4)在下方，沉積目標孔(9)朝上，正電極(4)和負電極(6)分別與直流電源(3)的正極和負極相連接。2.根據權利要求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，所述負電極材料為鉑、金、銀、銅及導電玻璃中的一種。3.根據權利要求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)為玻璃槽或有機玻璃槽中的一種。4.根據權利要求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的直流穩壓電源。5.根據權利要求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)與負電極(6)的間距為1.0?2.0cm0
【文檔編號】C25D13/00GK205556822SQ201620384935
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】楊云濤, 楊光成, 譙志強, 沈金朋, 王軍, 劉有松, 李 瑞
【申請人】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