[发明专利]降低叠氮化亚铜薄膜静电感度的方法

说明书

本发明公开了一种降低叠氮化亚铜薄膜静电感度的方法。所述方法以叠氮化亚铜薄膜材料作为阳极，以含有吡咯的溶液为电解液，在通电条件下吡咯在阳极完成电聚合反应，得到叠氮化亚铜/聚吡咯复合含能薄膜。本发明利用电化学方法，在液相环境中直接制备叠氮化亚铜/聚吡咯复合含能薄膜，简单高效，制备过程安全，可操作性强，适用性强，适用范围广。同时，制备工艺与MEMS工艺兼容，可将叠氮化亚铜/聚吡咯复合含能薄膜直接集成到点火芯片上。

技术领域

本发明属于含能材料技术领域，涉及一种降低叠氮化亚铜薄膜静电感度的方法。

背景技术

叠氮化亚铜(copper azide，CA)是一种能量性能优越的材料，不仅具有极高的火焰感度和点火能力，而且其极限起爆药量低、绿色环保、易于原位装药，在新型火工药剂、炸药和推进剂等含能材料研究领域具有良好的应用前景。然而，叠氮化亚铜的感度极高，在较小能量刺激的情况下都能发生爆炸。只有解决叠氮化亚铜感度过高的问题，才能促进叠氮化亚铜在微纳含能器件上的应用。

Rui Xu等(Xu R,et al.Nanoscale Homogeneous Energetic Copper Azides@Porous Carbon Hybrid with Reduced Sensitivity and High Ignition Ability[J].ACS Appl.Mater. Interfaces 2018,10,22545-22551.)以羧甲基纤维素钠为基底，乙酸铜作为离子交联剂得到水凝胶。经高温加热后形成内嵌铜颗粒的蜂窝结构的多孔碳，接着和叠氮酸气体反应，最终得到铜叠氮化物复合材料。

李婷婷(李婷婷.碳基纳米叠氮化铜复合含能材料研究[D].江苏:南京理工大学,2018.) 将铜纳米线和碳纳米管置入溶液中混合，经多次离心分离后制得复合材料。再将其配置成电泳液，沉积为复合材料薄膜。最后与叠氮化氢气体反应，得到叠氮化铜/碳纳米管复合材料。

C.Yu等(C.Yu et al.A safe and efficient liquid-solid synthesis forcopper azide films with excellent electrostatic stability[J].Nano Energy 66(2019)104135.)首先在铜箔上合成氢氧化铜，再将氢氧化铜煅烧后生成氧化铜棒状阵列薄膜。接着将其置于叠氮化钠水溶液中，在电化学条件下反应数十分钟后便可制得CA/CuO含能薄膜。

上述研究表明，目前对CA含能材料性能调控的主要方式是掺杂碳材料和设计特殊的结构等。虽然这些制备方法的改进和新颖的结构设计改善了CA材料的静电感度和燃烧性能，但存在反应过程复杂，不与MEMS工艺兼容，降低感度的效果不明显等缺点。

发明内容

本发明目的在于提供一种降低叠氮化亚铜薄膜静电感度的方法，该方法通过电化学聚合反应在具有微纳米结构的叠氮化亚铜薄膜表面包覆一层聚吡咯材料，简单高效，制备过程安全，且与MEMS工艺完全兼容。

实现本发明目的的技术解决方案为：

降低叠氮化亚铜薄膜静电感度的方法，具体步骤为：

以具有微纳米结构的叠氮化亚铜薄膜为阳极，以含吡咯的溶液为电解液，在通电条件下吡咯在阳极完成聚合反应，反应结束后，干燥，得到含聚吡咯/叠氮化亚铜的薄膜。

优选地，所述的含吡咯的溶液为现有常规使用的含吡咯的对甲苯磺酸钠水溶液，所述的含吡咯的溶液pH为9，对甲苯磺酸钠浓度为0.1mol/L，吡咯浓度为0.4mol/L。

优选地，所述的微纳米结构采用比表面积较大、可与电解液充分接触的多孔结构或者纳米阵列结构。

优选地，所述的叠氮化亚铜薄膜采用现有常规使用的高纯铜箔通过电化学叠氮法制备。