介電式換能元是非線性電爆換能元的一種,其作為火工品的基礎(chǔ)部件,具有更高的安全性和可靠性。Al/CuO復(fù)合薄膜反應(yīng)的放熱量高,能量釋放速率快,具有特殊的界面結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體特性�；谝陨咸攸c(diǎn),本文設(shè)計制備了介電式Al/CuO復(fù)合薄膜換能元,研究了換能元的電爆換能規(guī)律,主要的內(nèi)容如下:（1）采用磁控濺射工藝制備了 Al/CuO復(fù)合薄膜,借助XRD、SEM、AFM、DSC對薄膜性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表明:薄膜表面平整,層與層結(jié)構(gòu)分明,粗糙度較小;薄膜的DSC曲線主要有兩個放熱峰和一個吸熱峰,復(fù)合薄膜中A1融化的吸熱峰較為明顯。（2）通過連續(xù)升壓法測試了 Al/CuO復(fù)合薄膜的I-V特性。實驗結(jié)果表明:在8V時,復(fù)合薄膜界面處的肖特基結(jié)擊穿,擊穿場強(qiáng)為1.0×106V·cm-1。之后,復(fù)合薄膜成為高阻值的介質(zhì)薄膜,連續(xù)升壓到50V,薄膜間的最大漏電流為4.7μA,證明Al/CuO復(fù)合薄膜具有良好的絕緣性能。通過電容放電的方式測得Al/CuO復(fù)合薄膜的臨界擊穿電壓為70V,臨界擊穿場強(qiáng)為7.3×106V·cm-1,主要是由于薄膜在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生單孔擊穿,然后形成自彌散擊穿。（3）采用磁控濺射和反轉(zhuǎn)剝離工... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２沉積Ａ１膜前后的ＣｕＯ納米線的ＳＥＭ圖??２２

（ａ）復(fù)合膜層間結(jié)構(gòu)?（ｂ）?ＣｕＯ膜柱狀生長??圖１．４Ａｌ／ＣｕＯ含能復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)圖??ＢｌｏｂａｕｍＫＪ＾重點(diǎn)研究了反應(yīng)過程中的界面層變化以及Ａｌ／ＣｕＯ復(fù)合薄膜間的自??蔓燃燒反應(yīng)，其界面層Ａｈ〇３主要是由于溉射過程中０轟擊薄膜進(jìn)入Ａ１層，產(chǎn)生的熱??量使其與Ａ１發(fā)生反應(yīng)，另一部分是由于薄膜中ＣｕＯ與Ａ１的接觸，發(fā)生緩慢反應(yīng)生成??ＡＩ２Ｏ３，同時Ｔａｙｌｅｒ和Ｍａｒｔｉｎ在Ａ１膜上蒸鍍ＣｕＯ時也出現(xiàn)過界面層結(jié)構(gòu)。Ａｌ／ＣｕＯ復(fù)合??薄膜的界面層結(jié)構(gòu)如圖１．５所示，其厚度達(dá)１０ｎｍ，而且復(fù)合薄膜中的界面層厚度具有不??對稱性，在Ａ１膜上沉積ＣｕＯ膜時形成的界面層厚度小于ＣｕＯ膜上沉積Ａ１膜形成的厚??Ｔ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??（ａ）大倍數(shù)?（ｂ）小倍數(shù)??圖１．５?Ａｌ／ＣｕＯ界面層的ＨＲＴＥＭ圖像??２０１３年，ＪｉｎｈｅｅｌＣｗｃｍＷ通過磁控濺射制備了?Ａｌ／ＣｕＯ復(fù)合薄膜，研究了界面層對復(fù)??合薄膜反應(yīng)的影響，對Ａｌ／ＣｕＯ復(fù)合薄膜間的界面層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，其厚度為５ｎｍ左??右

圖］．６?Ａｌ／ＣｕＯ界面層的ＨＲＴＥＭ圖像??２０１０年，Ｍ．Ｐｅｔｒａｎｔｏｎｉ?［１９］對納米尺度與微米尺度的Ａｌ／ＣｕＯ復(fù)合薄膜的反應(yīng)進(jìn)行了??對比，薄膜的圍觀結(jié)構(gòu)如圖１．７所示，其中僅有一個放熱峰為７４０Ｋ；微米尺度的Ａｌ／ＣｕＯ??復(fù)合薄膜，有兩個放熱峰，一個在７９０Ｋ，另一個在１０３６和１３６５Ｋ之間。??．．??＂．．Ｘ?．?－？，＇ｄ?ｍｍｓＳ＾＾ｒ?ｒｃ＂＂??圖１．７?Ａｌ／ＣｕＯ復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)??Ｎａｖｉｄ?Ａｍｉｎｉ?Ｍａｎｅｓｈ［３０？３３］等分另ｌｌ于２０１０年和２０１１年發(fā)表了關(guān)于Ａｌ／ＣｕＯ納米含能??復(fù)合薄膜自蔓燃燒反應(yīng)的研宄工作。用磁控派射方法制備了?Ａｌ／ＣｕＯ亞穩(wěn)態(tài)分子間復(fù)合??薄膜，調(diào)制周期為８０ｎｍ?（Ａｌ：２６ｎｍ，ＣｕＯ：５４ｎｍ），薄膜總厚度為３．２ｐｍ。研究表明復(fù)合薄??膜的自蔓燃燒速度受基片材料的影響，分別研宄了基片為玻璃或表面覆有不同厚度的光??刻膠和氧化硅的硅片時薄膜的燃燒速度的大小，實驗表明基片導(dǎo)熱率越高，薄膜燃燒速??度越小，甚至熄滅。根據(jù)實驗，建立了復(fù)合薄膜的自蔓燃燒反應(yīng)模型，圖１．８為Ａｌ／ＣｕＯ??納米含能復(fù)合薄膜反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換示意圖。??ｉｎｓｕｌａｔｋｍ??Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ????（ａ）實驗條件?（ｂ）夾層理論??圖１．８?Ａｌ／ＣｕＯ亞穩(wěn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Al/CuO肖特基結(jié)換能元芯片的非線性電爆換能特性[J]. 李杰,朱朋,胡博,沈瑞琪,葉迎華,吳立志.  含能材料. 2016(03)
[2]介電式Al/CuO復(fù)合薄膜點(diǎn)火橋的電爆性能[J]. 朱朋,周翔,沈瑞琪,葉迎華,胡艷.  含能材料. 2011(04)
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[4]鋁-氧化銅復(fù)合薄膜化學(xué)反應(yīng)性能[J]. 朱朋,沈瑞琪,葉迎華,胡艷,黃道伍.  含能材料. 2010(04)
[5]原子發(fā)射光譜法研究SCB放電特性[J]. 張琳,馮紅艷,朱順官,吳蓉,張文超.  光譜學(xué)與光譜分析. 2009(11)
[6]原子發(fā)射光譜雙譜線法測量半導(dǎo)體橋（SCB）等離子體溫度（英文）[J]. 馮紅艷,李艷,張琳,吳蓉,王俊德,朱順官.  含能材料. 2007(02)

碩士論文
[1]納米核/殼結(jié)構(gòu)Co3O4/A1薄膜的制備及其在半導(dǎo)體橋上的應(yīng)用[D]. 鄭國強(qiáng).南京理工大學(xué) 2016



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