肖特基结构Al/CuO薄膜换能元的设计、制备与电爆性能研究

发布时间：2020-12-10 19:40

　　Al/CuO复合薄膜是一种薄膜结构形式的铝热剂,在电能激发下,Al薄膜和CuO薄膜可以发生氧化还原反应释放出反应热。根据固体电子学理论,A1薄膜和CuO薄膜由于功函数不同,在它们的接触界面会形成面接触肖特基结（Schottky junction）,从而使Al/CuO复合薄膜在电激发时存在临界击穿电压。本文依托Al/CuO复合薄膜的这两个显著特点,研究将其作为新型的火工品换能元材料应用于含能材料的点火与起爆,主要研究内容及结论如下：（1）使用磁控溅射和微细加工技术制备了CuO薄膜和Ni掺杂的Cu0.95Ni0.05O薄膜,并对薄膜的半导体特性、微观结构和化学成分等进行表征。根据表征结果,优化了薄膜的制备工艺条件,同时确定CuO薄膜和Cu0.95Ni0.05O薄膜均是P型半导体薄膜材料,Cu0.95Ni0.05O薄膜的电导率高于CuO薄膜。（2）设计了三种形式的肖特基结（Schottky junction） Al/CuO复合薄膜换能元,分别简写为S-Al/CuO-Ⅰ、S-Al/CuO-Ⅱ和S-Al/CuO-Ⅲ。通过对换能元的肖特基结击穿电压、安全性、电爆等离子体温度和电爆换能规律研究发现,... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 Al/CuO含能复合薄膜
        1.2.2 肖特基结薄膜的研究
    1.3 本文的主要研究内容
2 Al/CuO复合薄膜的制备和表征
    2.1 磁控溅射原理
    2.2 实验设备、材料以及工艺条件
    2.3 薄膜微观结构表征
    2.4 CuO薄膜的半导体特性
    2.5 本章小结
3 S-Al/CuO-Ⅰ换能元的设计、制备与电爆性能
    3.0 S-Al/CuO-Ⅰ芯片设计
    3.1 S-Al/CuO-Ⅰ芯片制备
    3.2 S-Al/CuO-Ⅰ换能元制备
    3.3 S-Al/CuO-Ⅰ换能元安全性表征
        3.3.1 S-Al/CuO-Ⅰ换能元电击穿实验
        3.3.2 S-Al/CuO-Ⅰ换能元安全电流实验
    3.4 S-Al/CuO-Ⅰ换能元电爆换能规律
        3.4.1 S-Al/CuO-Ⅰ换能元电爆性能
        3.4.2 双谱线测温和高速摄影
        3.4.3 连续电爆特性
    3.5 本章小结
4 S-Al/CuO-Ⅱ换能元的设计、制备与电爆性能
    4.1 S-Al/CuO-Ⅱ芯片设计
    4.2 S-Al/CuO-Ⅱ芯片制备
    4.3 S-Al/CuO-Ⅱ换能元安全性能表征
        4.3.1 S-Al/CuO-Ⅱ换能元电击穿实验
        4.3.2 S-Al/CuO-Ⅱ换能元安全电流实验
    4.4 S-Al/CuO-Ⅱ换能元电爆换能规律
        4.4.1 S-Al/CuO-Ⅱ换能元电爆性能
        4.4.2 双谱线测温和高速摄影
    4.5 S-Al/CuO-Ⅱ换能元的电爆数理模型
    4.6 本章小结
5 S-Al/CuO-Ⅲ换能元的设计、制备与电爆性能
    5.1 S-Al/CuO-Ⅲ芯片设计
    5.2 S-Al/CuO-Ⅲ芯片制备
    5.3 S-Al/CuO-Ⅲ安全性能表征
        5.3.1 S-Al/CuO-Ⅲ换能元击穿电压实验
        5.3.2 S-Al/CuO-Ⅲ换能元安全电流实验
    5.4 S-Al/CuO-Ⅲ换能元电爆换能规律
        5.4.1 S-Al/CuO-Ⅲ换能元电爆性能
        5.4.2 双谱线测温和高速摄影
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]图形反转剥离工艺用于复合含能点火桥膜的制备[J]. 王成玲,叶迎华,沈瑞琪,杨程,余协正,朱莹.  火工品. 2012(04)
[2]负温度系数热敏电阻用于半导体桥火工品射频防护的研究[J]. 陈飞,周彬,秦志春.  南京理工大学学报. 2012(01)
[3]介电式Al/CuO复合薄膜点火桥的电爆性能[J]. 朱朋,周翔,沈瑞琪,叶迎华,胡艳.  含能材料. 2011(04)
[4]半导体桥等离子体温度的实验研究[J]. 吴蓉,朱顺官,张琳,李燕,冯红艳.  兵工学报. 2011(05)
[5]铝-氧化铜复合薄膜化学反应性能[J]. 朱朋,沈瑞琪,叶迎华,胡艳,黄道伍.  含能材料. 2010(04)
[6]半导体桥电容放电特性研究[J]. 马鹏,朱顺官,徐大伟,张琳,张垒.  火工品. 2010(02)
[7]原子发射光谱法研究SCB放电特性[J]. 张琳,冯红艳,朱顺官,吴蓉,张文超.  光谱学与光谱分析. 2009(11)
[8]半导体桥长宽比对其发火性能的影响[J]. 周彬,秦志春,毛国强.  南京理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[9]室温制备P型透明导电CuO:Ni薄膜的研究[J]. 施展,杨铭,李桂锋,王颖华,张群.  真空. 2009(01)
[10]CuO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响[J]. 何汉兵,周科朝,李志友,黄伯云.  功能材料. 2008(05)

博士论文
[1]基于含能复合薄膜的非线性电爆换能元[D]. 朱朋.南京理工大学 2014
[2]SCB火工品静电、射频损伤机理及其加固技术的研究[D]. 陈飞.南京理工大学 2012
[3]复合半导体桥电爆特性及桥温变化的研究[D]. 张文超.南京理工大学 2011

硕士论文
[1]用于冲击片雷管的Al/CuO反应含能桥膜研究[D]. 周翔.南京理工大学 2012
[2]Al/CuO多层含能桥膜的制备与电爆特性研究[D]. 杨洋.南京理工大学 2010
[3]铝—氧化铜可反应性膜的制备与性能研究[D]. 董能发.南京理工大学 2008
[4]氧化铜—锆复合膜的制备与性能表征研究[D]. 崔庆华.南京理工大学 2007



本文编号：2909262