含能材料电泳沉积装药装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型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。
【专利说明】
含能材料电泳沉积装药装置
技术领域
[0001]本实用新型属于微装药技术领域，具体涉及一种含能材料电泳沉积装药装置。
【背景技术】
[0002]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。米用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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型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。
[0007]本实用新型采取以下技术方案:
[0008]—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。
[0009]进一步的技术方案是，所述的正电极材料为铀、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。
[0010]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。
[0011]进一步的技术方案是，所述的直流电源为提供恒压O?30V或恒流输出O?0.2A的直流稳压电源。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下的有益效果:
[0015]I)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。
[0016]2)本装置易于搭建，工艺过程简单，可操作性强。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型含能材料电泳沉积装药装置的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型含能材料电泳沉积装药方式的工艺原理图；
[0019]图3为本实用新型有机玻璃板的结构示意图；
[0020]图4为采用本实用新型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；
[0021 ]图5为采用本实用新型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】
[0022]下面结合本实用新型的附图及实施例作进一步的说明。
[0023]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、镀金娃片中的一种。所述的电沉积槽I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O?30V或恒流输出O?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。
[0024]实施例1:
[0025]将六硝基芪(HNS)加入乙酸乙酯中，在温度60°C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。
[0026]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I OmL/min的速度均匀喷射到水中，然后通过稀HCI与NaOH溶液调节pH至1.0，得到六硝基芪胶体溶液。
[0027]按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0X20.0X1.0mm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。
[0028]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。
[0029]开启直流电源，设置20V恒压输出，连续进行电沉积，每隔Ih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。
[0030]实施例2:
[0031]将六硝基芪(HNS)加入丙酮中，在温度60°C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。
[0032]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。
[0033]按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0X20.0X1.0mm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。
[0034]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。
[0035]开启直流电源，设置15V恒压输出，连续进行电沉积，每隔Ih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。
[0036]实施例3:
[0037]将六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)加入乙酸乙酯中，在温度60°C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。
[0038]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。
[0039]按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0X20.0X1.0mm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铜。。
[0040]将正电极与负电极竖直安装并完全浸入六硝基六氮杂异伍兹烷胶体溶液中，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。
[0041]开启直流电源，设置20V恒压输出，连续进行电沉积，每隔Ih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。
[0042]实施例4:
[0043]将六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)加入丙酮中，在温度70°C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。
[0044]按照水与丙酮体积为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。
[0045]按照正电极面积加工长宽高尺寸为20.0X20.0X1.0mm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铜。
[0046]将正电极与负电极竖直安装并完全浸入六硝基六氮杂异伍兹烷胶体溶液中，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。
[0047]开启直流电源，设置15V恒压输出，连续进行电沉积，每隔Ih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。
[0048]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
[0049]尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
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(I)、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。2.根据权利要求1所述的含能材料电泳沉积装药装置，其特征在于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。3.根据权利要求1所述的含能材料电泳沉积装药装置，其特征在于所述的电沉积槽(I)为玻璃槽或有机玻璃槽中的一种。4.根据权利要求1所述的含能材料电泳沉积装药装置，其特征在于所述的直流电源(3)为提供恒压O?30V或恒流输出O?0.2A的直流稳压电源。5.根据权利要求1所述的含能材料电泳沉积装药装置，其特征在于所述的正电极(4)与负电极(6)的间距为1.0?2.0cm0
【文档编号】C25D13/00GK205556822SQ201620384935
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】杨云涛, 杨光成, 谯志强, 沈金朋, 王军, 刘有松, 李 瑞
【申请人】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