[发明专利]一种碳基低压点火开关制备方法

说明书

本发明公开一种碳基低压点火开关制备的方法，首先是基底毛化处理，使用绿光或紫外激光装置，在陶瓷基底上进行激光毛化处理，得到粗糙度为一定值；然后进行碳基材料复合材料的制作和配比，用丝网印刷或者喷涂的方式将碳基复合材料涂敷到陶瓷基底上，进行梯度温度处理；最后温度处理后用激光技术切割成不同的形状，涂上导电银浆后加上电极通电，测试不同配料、不同形状的点火开关的发热性能。经实验表明，通过本发明方法制得的碳基低压点火开关具有可靠的点火能力，相比于桥丝火工品和半导体桥火工品，其具有制备方法简便、成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于火工品换能源技术领域，具体涉及一种碳基低压点火开关制备的方法。

背景技术

电火工品作为武器系统的首发装置，能够在较低的外部能量刺激下被激发，达到预定的功能。

传统的火工品为桥丝火工品和半导体桥火工品，分别以镍-铬和多晶硅作为电热转换介质，在一定电流下进行电能和热能的转换，普遍认为半导体桥原理为微对流机制。因此开发出镍铬和多晶硅以外的材料，作为电火工品的换能介质，并且能克服桥丝火工品安全性差、半导体火工品工艺复杂、制作成本高的局限性，对于火工品发展将具有重要的理论和现实意义。

发明内容

本发明提供一种碳基低压点火开关制备的方法，解决传统桥丝火工品和半导体火工品安全性差、制备工艺复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种碳基低压点火开关制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1、准备材料：

首先将碳基材料粉末按比例混合后采用球磨机在15Hz条件下内进行球磨，形成长度约为50-100μm的粉末，将该粉末置于10% NaOH 溶液中超声清洗4h以除去杂质，再经过过滤、洗涤、干燥后转移到丙酮中超声清洗30min，过滤烘干后备用；

步骤2、陶瓷基底的激光毛化处理：

使用激光器进行刻蚀，以激光点阵的形式在陶瓷基底表面进行扫描，激光与陶瓷基底相互作用过程中，形成密集规则的微孔，从而实现陶瓷基底的激光毛化处理；激光毛化处理后，采用超声波清洗15min，用氮气吹干备用；

步骤3、发热涂层的材料配比制作：

将步骤1准备的碳基混合材料和粘结剂、Zn粉均匀混合形成胶状，然后涂敷在毛化处理过后的陶瓷基底上，经过自然晾晒、风干和梯度烘烤；

步骤4、形成不同的桥区形状样品的火工品

利用激光对涂敷后的样品进行不同形状的切割，切割完成后利用导电银浆引出导线，进行不同电压、不同配比、不同形状的火工品性能测试，最终选择出在低压下能够通电后使桥区熔断的材料配比、桥区形状的样品。

进一步的，所述碳基材料粉末包括石墨烯、导电石墨、碳纳米管的一种或几种的混合。

进一步的，所述步骤2、激光毛化处理激光功率在5-10w，激光能量密度10J/cm²以上。

进一步的，所述步骤3、发热涂层的材料配比制作中涂敷方法为丝网印刷或者喷涂。

进一步的，所述步骤3、发热涂层的材料配比制中利用梯度烘烤8h。

进一步的，所述步骤4、形成不同的桥区形状样品的火工品中利用紫外激光进行切割，紫外激光功率为5-10w，扫描频率20-30KHz/s，扫描速度1000-1500m/s；开关光延时10ms。

进一步的，所述步骤2、陶瓷基底的激光毛化处理中的激光器为紫外线激光器或绿光激光器。

本发明的有益效果：