PyroMEMS安保機構(gòu)的設(shè)計、制備與作動性能研究.pdf

1、PyroMEMS(Pyrotechnical Micro Electrical Mechanical System)是一種基于MEMS技術(shù)，裝載固體含能材料作為功能燃料的微型火工煙火裝置。PyroMEMS安保機構(gòu)是一種以含能材料的燃燒分解為動力源來解除保險的安保裝置。本文設(shè)計并制備了基于PyroMEMS微驅(qū)動器和固態(tài)雙懸臂梁安?；瑝K的PyroMEMS安保機構(gòu)，其主要特點在于不需要使用慣性力解保，實現(xiàn)了安保滑塊的較大位移，且可以實現(xiàn)一體化

2、批量制作。論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)采用精密雕刻的方法制備了以PMMA（有機玻璃）為基材的固態(tài)雙懸臂梁安?；瑝K;采用等離子體干法刻蝕的方法制備了以硅為基材的固態(tài)雙懸臂梁安保滑塊。
　　(2)設(shè)計制備的PyroMEMS微驅(qū)動器主要包括三個組成部分:換能元、微點火藥和氣體發(fā)生劑。點火藥選用配比為90∶10的硅鉛丹點火藥，粘結(jié)劑選用硝化棉，溶劑選用乙酸丁酯。利用噴墨沉積的方式對微點火藥進行裝藥，并對含能油墨進行燃燒

3、性能表征。研究了鎳鉻橋絲、SCB（半導體橋）及MSCB（微型半導體橋）三種換能元針對硅鉛丹點火藥的發(fā)火性能。
　　(3)通過理論計算和實驗，對比研究了NaN3/Fe2O3和C6H2(NO2)3OK/KClO4兩種氣體發(fā)生劑的爆溫、爆熱和產(chǎn)氣量。研究發(fā)現(xiàn)兩種氣體發(fā)生劑的產(chǎn)氣量幾乎相同，但C6H2(NO2)3OK/KClO4的爆溫和爆熱均遠大于NaN3/Fe2O3，C6H2(NO2)3OK/KClO4的做功能力更強。
　　(4)

4、通過ABAQUS模擬軟件對安?；瑝K的作動性能和沿滑塊運動方向的過載能力進行了模擬仿真，得出硅基PyroMEMS安保機構(gòu)的綜合性能優(yōu)于PMMA。PyroMEMS安保機構(gòu)固態(tài)雙懸臂梁的長寬比越小，其承受的最大氣室壓強越高，抗過載能力越強。由PyroMEMS安保機構(gòu)作動性能的實驗與模擬結(jié)果獲得，當雙懸臂梁的尺寸為長×寬=300μm×300μm時，安保機構(gòu)最大可承受463.62m/s2的過載，并可以順利完成解保。
　　通過本論文的研究，掌