本文關(guān)鍵詞：復(fù)合含能橋膜的制備及物理表征

  更多相關(guān)文章： 磁控濺射 Ti薄膜 B薄膜 PbO薄膜 復(fù)合含能橋膜 電爆測(cè)試

【摘要】：復(fù)合含能橋膜是一種新型的納米復(fù)合薄膜材料,它主要分為合金化反應(yīng)膜和化學(xué)反應(yīng)膜兩類,是由兩種不同材料且厚度為納米量級(jí)的單層薄膜交替疊加組成的,或者是不同的薄膜材料以納米顆粒的形式相互鑲嵌形成的。通過(guò)在橋膜兩端電極上施加電壓,使電流通過(guò)橋膜,產(chǎn)生焦耳熱,在熱能和電能的共同作用下,復(fù)合含能橋膜中的材料發(fā)生反應(yīng)并釋放熱量。復(fù)合含能橋膜為核心的火工品器件通�？梢杂米黩�(qū)動(dòng)部件、推進(jìn)器、點(diǎn)火器和能量源。它具有能夠提供非常高的能量密度、非�？斓哪芰酷尫潘俾�、輸出穩(wěn)定和安全的特點(diǎn)。本文首先采用磁控濺射技術(shù)制備了單層Ti、B和PbO薄膜,通過(guò)白光干涉儀、四探針測(cè)試儀、原子力顯微鏡(AFM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和X射線衍射儀分別對(duì)單層薄膜的沉積速率、電阻率、表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)晶取向進(jìn)行表征,研究工藝參數(shù)對(duì)其物理特性的影響并確定最佳的制備工藝參數(shù)。根據(jù)物理表征的結(jié)果可知：在濺射功率225W、工作氣壓0.8Pa、氬氣流量100sccm的工藝參數(shù)條件下制備的Ti薄膜具有較高的沉積速率為54.81 nm/min、最小的電阻率為4.69×10-3Ω·cm、最小的表面粗糙度為3.75nm、薄膜結(jié)構(gòu)致密,因此該工藝參數(shù)適合制備Ti薄膜；當(dāng)工藝參數(shù)為濺射功率120W、工作氣壓0.3Pa、氬氣流量50sccm時(shí),制備得到的B薄膜結(jié)構(gòu)最致密、表面粗糙度最小為1.14nm、結(jié)晶狀態(tài)為多晶,因而該工藝參數(shù)適合制備B薄膜；采用濺射功率50W、工作氣壓0.5Pa、氬氣流量40sccm的工藝參數(shù)得到的PbO薄膜具有較高的沉積速率為25.46nm/min、最小的電阻率為27.43×10-3Ω·cm、薄膜結(jié)構(gòu)最致密、表面粗糙度最小為6.17nm、薄膜的化學(xué)組成為α-PbO和β-PbO不含Pb304,故PbO薄膜適合采用該工藝參數(shù)制備。然后在制備有光刻膠圖形的聚酰亞胺基底上分別交替沉積Ti和B薄膜、Ti和PbO薄膜,制備得到總厚度為4μm,層數(shù)為4層、8層和20層的Ti/B、Ti/PbO復(fù)合含能橋膜。最后使用電爆測(cè)試系統(tǒng)對(duì)不同層數(shù)的Ti/B、Ti/PbO復(fù)合含能橋膜進(jìn)行電爆測(cè)試,獲得電爆過(guò)程的高速攝影照片及復(fù)合含能橋膜爆燃持續(xù)時(shí)間。電爆測(cè)試結(jié)果表明,4層的復(fù)合含能橋膜起爆速度最快,但爆燃持續(xù)時(shí)間較短,爆燃不夠劇烈。層數(shù)為8層的復(fù)合含能橋膜在爆燃持續(xù)時(shí)間和爆燃的劇烈程度上比其他層數(shù)的復(fù)合含能橋膜更具優(yōu)勢(shì)。8層的Ti/PbO復(fù)合含能橋膜爆燃時(shí)間可持續(xù)80ms,8層的Ti/B復(fù)合含能橋膜爆燃最為劇烈。
【關(guān)鍵詞】：磁控濺射 Ti薄膜 B薄膜 PbO薄膜 復(fù)合含能橋膜 電爆測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容12-13
• 2 基本原理及測(cè)試技術(shù)13-20
• 2.1 磁控濺射技術(shù)13-15
• 2.1.1 磁控濺射原理13
• 2.1.2 磁控濺射設(shè)備13-14
• 2.1.3 薄膜制備流程14-15
• 2.2 白光干涉儀15
• 2.3 四探針測(cè)試儀15-16
• 2.4 原子力顯微鏡16-17
• 2.5 掃描電子顯微鏡17-18
• 2.6 X射線衍射儀18-19
• 2.7 小結(jié)19-20
• 3 單層薄膜制備工藝研究20-53
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法20-21
• 3.2 Ti薄膜的物理表征21-33
• 3.2.1 Ti薄膜沉積速率的表征及分析21-24
• 3.2.2 Ti薄膜電阻率的表征及分析24-27
• 3.2.3 Ti薄膜表面形貌表征27-31
• 3.2.4 Ti薄膜微觀結(jié)構(gòu)表征及X射線衍射分析31-33
• 3.2.5 Ti薄膜與聚酰亞胺基底附著力測(cè)試33
• 3.3 硼薄膜的物理表征33-39
• 3.3.1 硼薄膜沉積速率的表征及分析33-36
• 3.3.2 硼薄膜表面形貌表征36-37
• 3.3.3 硼薄膜微觀結(jié)構(gòu)表征及X射線衍射分析37-39
• 3.4 PbO薄膜的物理表征39-52
• 3.4.1 PbO薄膜沉積速率的表征及分析39-41
• 3.4.2 PbO薄膜電阻率的表征及分析41-44
• 3.4.3 PbO薄膜表面形貌表征44-48
• 3.4.4 PbO薄膜微觀結(jié)構(gòu)表征及X射線衍射分析48-52
• 3.5 小結(jié)52-53
• 4 復(fù)合含能橋膜的制備及物理表征53-58
• 4.1 復(fù)合含能橋膜的制備53-54
• 4.2 復(fù)合含能橋膜的物理表征54-57
• 4.2.1 復(fù)合含能橋膜表面形貌表征54-57
• 4.2.2 復(fù)合含能橋膜微觀結(jié)構(gòu)表征57
• 4.3 小結(jié)57-58
• 5 復(fù)合含能橋膜的電爆測(cè)試58-64
• 5.1 電爆測(cè)試系統(tǒng)58
• 5.2 電爆測(cè)試現(xiàn)象及分析58-63
• 5.3 小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論64-67
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70-71
• 致謝71-73

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