[发明专利]叠氮化银起爆药薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种叠氮化银起爆药薄膜及其制备方法。所述方法采用2步电化学方法将叠氮化银起爆药薄膜原位集成在导电基底表面。具体为先采用电化学阴极沉积方法制备出多孔银薄膜，随后以多孔银薄膜为前驱体，通过电化学阳极叠氮化方法得到多孔叠氮化银起爆药薄膜。本发明的方法与传统的叠氮化银制备方法相比，避免了高危险化学试剂的使用，制备过程简单高效、安全可控；原位生长方式无需额外的装药过程，且与MEMS工艺高度兼容，在微爆炸系统领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于含能材料领域，涉及一种叠氮化银起爆药薄膜及其制备方法。

背景技术

起爆药是一类在弱刺激下(如冲击、摩擦、静电、热、激光、火焰等)可被引爆，能快速完成燃烧转爆轰的含能材料，常用于装填各种起爆装置和作为爆炸装置的始发装药。目前商业和军用起爆药的主要成分仍然是叠氮化铅和斯蒂芬酸铅。尽管铅基起爆药具有较好的起爆能力以及较高的火焰感度，但是重金属铅会引起严重的环境污染，影响中枢神经系统、肾脏和血液，对人体健康产生慢性危害。另外，铅基起爆药由于起爆能量不足、装药量大，且受其制备工艺和装药方式的限制，难以满足爆炸系统小型化的发展要求。因此，发展操作简单、安全高效且与微电子机械系统(MEMS)工艺兼容的制备方法得到高能绿色起爆药，依然是当前的研究重点。

随着微装药技术受到关注，尤其是原位合成技术的发展，可以在指定区域直接生长具有一定微纳结构和厚度的叠氮化物起爆层，避免了操作人员和敏感含能药剂的直接接触，从根本上改变了微爆炸系统在小尺寸下装药危险和困难的现状。当前，叠氮化铜的原位制备研究受到了普遍关注。张植栋等(张植栋,张方,王燕兰,等.多孔铜叠氮化物的原位合成及性能表征[J].火工品,2015(2):26-28.)采用电化学沉积和气-固原位叠氮化方法成功实现了纳米级多孔CuN₃含能材料在金属钛飞片表面的原位生长。多孔结构的CuN₃含薄膜能被半导体桥引爆，驱动的钛飞片能够可靠起爆CL-20。类似地，Yun Shen等(Shen Y,Xu J,LiN,et al.A micro-initiator realized by in-situ synthesis of three-dimensionalporous copper azide and its ignition performance[J].Chemical EngineeringJournal 2017(326):1116-1124.)将多孔叠氮化铜薄膜原位集成到Ni-Cr点火桥表面，获得了一种微型含能点火器件。但是，叠氮化铜材料表现出了极高的感度，且该原位制备方法使用了高危险性的叠氮酸气体原料、反应过程复杂耗时，使其实际应用受到了一定限制。因此，有必要进一步研究可作为叠氮化铜替代品的易于原位装药的高性能绿色起爆药。