PTFE-A1納米反應(yīng)性多層膜的制備與結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、納米反應(yīng)性多層膜是隨著薄膜技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型含能材料。PTFE/Al納米反應(yīng)性多層膜具有高能量密度和高能量釋放速率等特點(diǎn)，若將該類(lèi)材料集成到微型點(diǎn)火器上，點(diǎn)火器上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或金屬品格能發(fā)生變化，釋放出大量能量，能顯著提高微型點(diǎn)火器的能量轉(zhuǎn)換效率，在微納米含能器件等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，本課題旨在利用射頻磁控濺射法制備結(jié)構(gòu)規(guī)整、性能優(yōu)異的PTFE/Al納米反應(yīng)性多層膜，并與Au/Pt/Cr薄膜加熱器集成形成功能性點(diǎn)火

2、器件，探索其點(diǎn)火性能。
　　首先，利用射頻磁控濺射法在硅基底上制備納米PTFE薄膜，然后對(duì)該薄膜進(jìn)行液氮過(guò)冷處理。利用原子力顯微鏡、納米壓痕和納米劃痕等方法對(duì)處理前后的樣品進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，液氮過(guò)冷處理可微調(diào)PTFE薄膜的微組分，形成更多接支鏈，提高PTFE薄膜的硬度和抗劃傷性能，增加PTFE薄膜與基底材料的粘附強(qiáng)度，有利于PTFE薄膜材料在微納米含能器件上集成。此外，在硅基底上成功制取納米PTFE薄膜為PTFE/Al反應(yīng)性

3、多層膜的制備奠定基礎(chǔ)。
　　其次，以Al為可燃物質(zhì)，PTFE為氧化劑，利用射頻磁控濺射法，在硅基底上成功制備了具有高規(guī)則性和組成可控的PTFE/Al反應(yīng)性多層膜。該多層膜具有高疏水性(與水的接觸角約為129°)，可以有效防止納米Al被氧化。與相同厚度下的純PTFE膜和Al膜相比，PTFE/Al多層膜具有較高的硬度和彈性模量（分別為5.8GPa和120.0GPa）。PTFE/Al反應(yīng)性多層膜起始反應(yīng)溫度低(358℃)，反應(yīng)釋放能量高