基于PyroMEMS安保机构的传火序列设计、制备与性能研究

发布时间：2023-04-29 16:55

　　本文设计了一种基于烟火式微机电(Pyrotechnical Micro Electro Mechanical System,PyroMEMS)安保机构的传火序列,该传火序列可满足先进火工品小型化的发展要求,设计的传火序列的体积小于2cm3,将PyroMEMS安保机构内置于传火序列中,从而可实现安保与传火功能。在结构设计的基础上,加工制备了传火序列原理样机,并对原理样机进行了性能测试。主要研究内容及结论如下:(1)根据隔断式传火序列设计原理,设计了半导体桥(Semi-Conductor Bridge,SCB)传火序列、低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)传火序列。同时设计了 LTCC点火器。SCB传火序列主要包含SCB点火电路层、输入装药层、PyroMEMS安保机构层以及输出装药层;LTCC传火序列主要包含LTCC底座、PyroMEMS安保机构层以及输出装药层;设计了 SCB、(Micro Semi-Conductor Bridge,MSCB)和二氧化钌(Ruthenic Oxide,RuO2)电阻三种换能元,采用含能材料燃烧产生的能...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 MEMS技术的发展
        1.1.2 MEMS技术在火工品安保机构中的应用
    1.2 MEMS安保机构的研究现状
        1.2.1 国外MEMS安保机构发展进程
        1.2.2 几种典型国外MEMS安保机构
        1.2.3 国内MEMS安保机构发展
    1.3 本论文研究内容
2 基于PyroMEMS安保机构的传火序列结构设计
    2.1 传火序列设计原理
    2.2 SCB换能元传火序列结构设计
        2.2.1 点火电路层结构设计
        2.2.2 输入装药层与输出装药层结构设计
        2.2.3 PyroMEMS安保机构层结构设计
        2.2.4 SCB换能元传火序列作动原理
    2.3 LTCC传火序列结构设计
        2.3.1 LTCC底座结构设计
        2.3.2 点火电阻换能元设计
        2.3.3 LTCC传火序列作动原理
    2.4 本章小结
3 基于PyroMEMS安保机构的传火序列的制备
    3.1 传火序列制备材料选择
        3.1.1 点火电路层、安保机构层材料选择
        3.1.2 输入装药层、弹性梁以及输出装药层材料选择
        3.1.3 LTCC底座材料选择
    3.2 传火序列的制备
        3.2.1 点火电路层制备
        3.2.2 PyroMEMS安保机构层制备
        3.2.3 LTCC底座以及LTCC小型点火器制备
        3.2.4 输入装药层、输出装药层以及弹性梁的制备
    3.3 本章小结
4 基于PyroMEMS安保机构的传火序列作动性能实验
    4.1 传火序列点火实验
        4.1.1 SCB、MSCB以及RuO₂电阻的发火性能测试
        4.1.2 产气药药量数学模型的建立
        4.1.3 传火序列药剂选择
        4.1.4 点火实验
    4.2 传火序列传火实验
        4.2.1 PyroMEMS安保机构层解除保险实验
        4.2.2 传火实验
    4.3 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3805367