PyroMEMS安保機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備與作動(dòng)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(jī)構(gòu)是一種以含能材料的燃燒分解為動(dòng)力源來(lái)解除保險(xiǎn)的安保裝置。本文設(shè)計(jì)并制備了基于PyroMEMS微驅(qū)動(dòng)器和固態(tài)雙懸臂梁安保滑塊的PyroMEMS安保機(jī)構(gòu)，其主要特點(diǎn)在于不需要使用慣性力解保，實(shí)現(xiàn)了安?；瑝K的較大位移，且可以實(shí)現(xiàn)一體化

2、批量制作。論文的主要研究?jī)?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(jī)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(jì)制備的PyroMEMS微驅(qū)動(dòng)器主要包括三個(gè)組成部分:換能元、微點(diǎn)火藥和氣體發(fā)生劑。點(diǎn)火藥選用配比為90∶10的硅鉛丹點(diǎn)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(duì)微點(diǎn)火藥進(jìn)行裝藥，并對(duì)含能油墨進(jìn)行燃燒

3、性能表征。研究了鎳鉻橋絲、SCB（半導(dǎo)體橋）及MSCB（微型半導(dǎo)體橋）三種換能元針對(duì)硅鉛丹點(diǎn)火藥的發(fā)火性能。
　　(3)通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，對(duì)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(yuǎn)大于NaN3/Fe2O3，C6H2(NO2)3OK/KClO4的做功能力更強(qiáng)。
　　(4)

4、通過(guò)ABAQUS模擬軟件對(duì)安?；瑝K的作動(dòng)性能和沿滑塊運(yùn)動(dòng)方向的過(guò)載能力進(jìn)行了模擬仿真，得出硅基PyroMEMS安保機(jī)構(gòu)的綜合性能優(yōu)于PMMA。PyroMEMS安保機(jī)構(gòu)固態(tài)雙懸臂梁的長(zhǎng)寬比越小，其承受的最大氣室壓強(qiáng)越高，抗過(guò)載能力越強(qiáng)。由PyroMEMS安保機(jī)構(gòu)作動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果獲得，當(dāng)雙懸臂梁的尺寸為長(zhǎng)×寬=300μm×300μm時(shí)，安保機(jī)構(gòu)最大可承受463.62m/s2的過(guò)載，并可以順利完成解保。
　　通過(guò)本論文的研究，掌