[发明专利]用于3D打印含能器件的Al-Pb3O4含能油墨及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于3D打印含能器件的Al‑Pb₃O₄含能油墨及其制备方法。所述的Al‑Pb₃O₄含能油墨按质量分数计包括微纳米Al‑Pb₃O₄17.8％～53.2％，油墨载体0.6％～4.9％，复合有机溶剂体系45.2％～80.4％，先利用超声物理混合法制备微纳米Al‑Pb₃O₄再将微纳米Al‑Pb₃O₄与油墨载体的复合有机溶液混合制备而成。本发明的Al‑Pb₃O₄含能油墨点火感度高，点火能力强，针对3D打印微装药不同精度要求，可通过调控油墨载体含量和复合有机溶剂用量来调节含能油墨粘度，实现不同精度的3D打印含能器件的微装药。

技术领域

本发明涉及微纳米含能油墨技术领域，涉及一种用于3D打印含能器件的Al-Pb₃O₄含能油墨及其制备方法。

背景技术

微机电系统(Micro Electro-Mechanical System，MEMS)火工品与传统火工品相比，具有更小体积、更低成本、更高可靠性和更优异性能等优点，使得火工品系统在不变的设计空间中能容纳更多元件和装药，极大地提高了武器系统的精确度和杀伤力。基于第四代高新技术，MEMS火工品的结构微型化、模块集成化特征对装药提出了更高、更苛刻的要求——微空间精细装药。为解决MEMS火工品的微装药问题，基于3D打印的含能材料新装药技术应运而生。3D打印微装药技术是一种依托三维CAD设计数据和火工品技术，采用离散含能材料油墨逐层累积从而实现精细结构装药的增材制造技术。该技术结合湿法和干法装药的优点，有效解决了火工品高度集成化和微型化所带来的装药难题。

铝热剂作为新型含能材料，由于具有高反应活性和高能量密度等优点，能够很好地使MEMS火工品中初级装药的感度和起爆能力达到很好的平衡。其中，由于Al-CuO、Al-MoO₃等的理论放热量高达4000J/g、点火能力强，近年来有关研究者对以Al-CuO、Al-MoO₃等为含能材料组分的含能墨水进行了探索研究(CN106938966A)。但是，目前的Al-CuO、Al-MoO₃、Al-Fe₂O₃等铝热剂含能油墨的打印装药在1A恒流点火条件下不能发火，需要在较大的电流输入刺激量下才能可靠作用，这与含能器件的较小能量可靠发火技术要求相悖，因此发展一种发火感度较高且点火能力较强的微纳米含能材料基基油墨迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、具有足够点火能力且发火感度较高的用于3D打印含能器件的Al-Pb₃O₄含能油墨及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

用于3D打印含能器件的Al-Pb₃O₄含能油墨，按质量分数计包括以下组分：微纳米Al-Pb₃O₄17.8％～53.2％，油墨载体0.6％～4.9％，复合有机溶剂体系45.2％～80.4％。

优选地，所述的Al-Pb₃O₄含能油墨，按质量分数计包括以下组分：微纳米Al-Pb₃O₄27.4％，油墨载体1.4％，复合有机溶剂体系45.2％～80.4％。

优选地，所述的微纳米Al-Pb₃O₄的配比按如下公式中的平衡比Φ进行配制：