[发明专利]一种无需外部供电的自驱动点火装置及其制备方法

权利要求书

1.一种无需外部供电的自驱动点火装置，用于碰炸作用的平台，其特征在于，所述自驱动点火装置包括：点火装置外壳、驻极体电极、始发火工药剂、发火尖端和限位装置；其中，点火装置外壳采用绝缘材料，驻极体电极、始发火工药剂、发火尖端和限位装置安装在点火装置外壳内；驻极体电极包括驻极体阳极和驻极体阴极，二者分别设置在点火装置外壳内相对的两侧，其中的一块驻极体电极固定，另一块驻极体电极通过限位装置限位在点火装置内；驻极体阳极包括阳极驻极体薄层和阳极导电薄膜，驻极体阴极包括阴极驻极体薄层和阴极导电薄膜；所述阳极导电薄膜和阴极导电薄膜分别覆盖在阳极驻极体薄层和阴极驻极体薄层上，阳极导电薄膜和阴极导电薄膜相对；阳极驻极体薄层和阴极驻极体薄层相背，二者分别充有正电荷和负电荷；由于电荷感应，阳极导电薄膜和阴极导电薄膜相对的表面分别产生正电荷和负电荷，形成静电场；两个导电薄膜的相对的表面分别设置有始发火工药剂和发火尖端；当点火装置沿轴向的受力超过限位装置的过载力阈值时，限位装置释放所限定的驻极体电极，被释放的驻极体电极在静电场的作用下向固定的驻极体电极移动，当发火尖端与始发火工药剂靠近时，发火尖端与相对的驻极体电极间发生强烈的电荷转移，形成电火花放电，点燃或起爆始发火工药剂，完成换能，实现药剂的输出。

2.如权利要求1所述的自驱动点火装置，其特征在于，所述阳极驻极体薄层或阴极驻极体薄层是一层驻极体材料，采用有机电介质或者无机电介质。

3.如权利要求2所述的自驱动点火装置，其特征在于，所述驻极体采用聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、聚乙烯PE、四氟乙烯TFE、六氟丙烯HFP、聚四氟乙烯PTFE、聚对二甲苯parylene、聚酰亚胺Kapton、聚二甲基硅氧烷PDMS和尼龙的有机电介质中的这一种；或者，采用二氧化硅的无机电介质。

4.如权利要求1所述的自驱动点火装置，其特征在于，所述限位装置采用脆性材料。

5.如权利要求1所述的自驱动点火装置，其特征在于，还包括推力提供装置，所述推力提供装置设置在被限位装置限定的驻极体电极与点火装置外壳之间。

6.如权利要求5所述的自驱动点火装置，其特征在于，所述推力提供装置采用多个弹簧。

7.一种无需外部供电的自驱动点火装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)根据实际需要设定过载力阈值，并根据过载力阈值选择限位装置的材料和尺寸；

2)选取并制备驻极体电极：

根据实际需要确定驻极体薄层的尺寸和形状，在驻极体薄层的一个表面上通过粘结或沉积等工艺制备导电薄膜，形成驻极体电极，制备两块这样的驻极体电极；

3)制备发火尖端：

在制备好的一块驻极体电极的导电薄膜的表面通过挤压或焊接的方式形成发火尖端；

4)驻极体电极充电：

将一块驻极体电极的驻极体薄层充负电荷，形成驻极体阴极，另一块充正电荷，形成驻极体阳极；

5)始发火工药剂和限位装置的制备：

在没有形成发火尖端的驻极体电极的导电薄膜的表面制备始发火工药剂，在一块驻极体电极的驻极体薄层的表面设置限位装置；

6)封装：

将没有设置限位装置的驻极体电极固定在点火装置外壳内的一侧，另一块驻极体电极通过限位装置安装在点火装置外壳内相对的另一侧，两个驻极体电极的导电薄膜相对，完成自驱动点火装置的制备。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，驻极体薄层采用有机电介质或者无机电介质；有机电介质以薄膜的形式制备在衬底上形成驻极体薄层，或者有机电介质制备成独立的薄膜形成驻极体薄层；无机电介质以薄膜形式制备在衬底上形成驻极体薄层。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤4)中，充电方法采用电晕充电，或者紫外线充电，或者α射线、β射线或γ射线的充电手段；充电时施加的偏置电压绝对值超过300伏。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤5)中，在导电薄膜上制备始发火工药剂，采用药剂涂抹工艺，或者采用原位制备装药工艺。