【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机，具体而言，涉及一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜及其制备方法、薄膜型固体火箭发动机点火装置。
技术介绍
1、固体火箭发动机是使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧，化学能转化为热能，生产高温高压的燃烧产物，燃烧产物流经喷管，在其中膨胀加速，热能转变为动能，以高速从喷管排出而产生推力。
2、现阶段，固体火箭发动机常用的点火药如黑火药等具有较高的撞击感度、摩擦感度和静电感度，这增大了发动机点火准备阶段的危险性，同时点火药的储存具有较高的环境条件要求。因此需要一种适应多种点火条件以及复杂点火环境的薄膜型固体火箭发动机点火装置。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜，柔性含能点火薄膜具有高电导率、低延迟和能量密度高的特点，能够用于推进剂，克服现有技术中点火药机械感度高、点火药量大以及不能实现全燃面点火等缺陷。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜，包括：碳纳米管、纳米氧化铜粒子、纳米铝粒子以及包覆在碳纳米管表面的含能离子液体包覆层，纳米氧化铜粒子和纳米铝粒子均分布在含能离子液体包覆层的表面。
3、本案中，由于碳纳米管碳上碳原子的p电子形成大范围的离域π键，其共轭效应显著，因此显示除较好的导电性。含能离子液体是一类独特的高氮含量的含能材料，与传统的含能材料相比，离子型燃料具有不易挥发、液态区间宽、无毒/低毒等突出的特征。将含能离子液体以非共价键作用的方
4、使用时，在低电压下，碳纳米管所形成的导电网络能够较好进行电子传输，可以维持良好的导电性；当在高电压下，一方面碳纳米管具有一定的电热效应，会随着电压升高产生更多的热，并且碳纳米管由于其本身较好的导热性，将热量有效的传递到含能离子液体包覆层上；另一方面，含能离子液体在高电压下会发生部分电解，产生可燃气体，当碳纳米管温度达到发火点温度时引燃可燃气体，产生大量高温燃气，高温高压气体接触推进剂表面，将其瞬间加热至发火点温度，完成点火。同时纳米铝颗粒和纳米氧化铜发生燃烧时会释放大量的热和炽热粒子，其附着于推进剂表面，有利于点火。
5、在优选或可选地实施方式中，碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、双壁碳纳米管中任意一种，碳纳米管的直径为1nm-20nm、长度为5um-30um。
6、在优选或可选地实施方式中，碳纳米管为单壁碳纳米管，碳纳米管的直径为3nm-15nm、长度为10um-20um。
7、在优选或可选地实施方式中，纳米氧化铜粒子的直径为10nm-100nm，纳米铝粒子的直径为10nm-100nm。
8、在优选或可选地实施方式中，含能离子液体包覆层中的含能离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐中的至少一种。
9、本申请还提供一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜的制备方法，用于制备上述柔性含能点火薄膜，具体制备步骤如下：
10、s100：将碳纳米管与溶剂混合，然后加入含能离子液体，得到悬浮液；
11、s200：向悬浮液中加入交联剂，离心分离，得到分离料和离心剩余液；
12、s300：将离心剩余液和纳米纤维素混合，得到悬浊液；
13、s400：将悬浊液与分离料混合，得到第一混合料；
14、s500：将第一混合料、纳米氧化铜料、纳米铝料混合，得到第二混合料；
15、s600：将第二混合料倒在滤膜上进行真空抽滤，得到复合膜；
16、s700：对复合膜加压干燥，分离滤膜，得到柔性含能点火薄膜。
17、在优选或可选地实施方式中，s100中，碳纳米管与含能离子液体的质量份之比为(0.1-0.7)：(8-10)。
18、在优选或可选地实施方式中，s100中，溶剂为丙酮、乙醇、甲醇中的至少一种，碳纳米管与溶剂的质量份之比为(0.01-0.03)：(5-300)。
19、在优选或可选地实施方式中，s100中，将碳纳米管与溶剂混合后超声分散至完全分散，然后加入含能离子液体，再超声处理0.3h-3h至不再沉淀，得到悬浮液。
20、在优选或可选地实施方式中，s200中，交联剂为1,4-丁二醇丙烯酸酯、二乙烯基苯、双乙烯基二乙二醇醚中的至少一种，且交联剂与含能离子液体的质量份之比为(0.9-1.1)：(50-1000)。
21、在优选或可选地实施方式中，s200中，向悬浮液中加入交联剂，然后在65℃-75℃的温度条件下搅拌反应2h-16h，再进行离心分离。
22、在优选或可选地实施方式中，s200中，向悬浮液中加入交联剂，然后在65℃-75℃的温度条件下搅拌反应6h-10h，再进行离心分离。
23、在优选或可选地实施方式中，s300中，纳米纤维素为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧基纤维素中的至少一种。
24、在优选或可选地实施方式中，s300中，将离心剩余液和纳米纤维素混合，然后超声处理0.3h-3h，得到悬浊液。
25、在优选或可选地实施方式中，s500中，纳米氧化铜料与纳米铝料的质量份之比为(1-1.5)：(0.9-1.1)。
26、在优选或可选地实施方式中，s500中，将第一混合料、纳米氧化铜料、纳米铝料混合并搅拌10min-60min，然后超声处理0.3h-3h，得到第二混合料.
27、在优选或可选地实施方式中，s600中，将第二混合料倒入真空滤杯中，使用直径为10cm-50cm、孔径为0.1um-0.6um的滤膜，并在0.01mpa-0.1mpa压力下真空抽滤，得到复合膜。
28、在优选或可选地实施方式中，s600中，滤膜为尼龙66、聚丙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
29、在优选或可选地实施方式中，s700中，将复合膜置于30℃-90℃的鼓风烘箱中加压0.5mpa-10mpa干燥，缓慢将滤膜分离，得到柔性含能点火薄膜。
30、本申请还提供一种薄膜型固体火箭发动机点火装置，包括上述柔性含能点火薄膜以及电路层、点火电路，电路层设置在柔性含能点火薄膜的表面，且电路层与点火电路电连接。
31、在优选或可选地实施方式中，电路层通过打印的方式打印到柔性含能点火薄膜上，电路层使用金材、银材、铜材中的至少一种作为电路材料。
32、综上，本专利技术具有以下有益效果：
33、(1)本专利技术以原位聚合方式将含能离子液体的高能特性和碳纳米管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜，其特征在于，包括：碳纳米管、纳米氧化铜粒子、纳米铝粒子以及包覆在所述碳纳米管表面的含能离子液体包覆层，所述纳米氧化铜粒子和所述纳米铝粒子均分布在所述含能离子液体包覆层的表面。
2.根据权利要求1所述的柔性含能点火薄膜，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、双壁碳纳米管中任意一种，所述碳纳米管的直径为1nm-20nm、长度为5um-30um。
3.根据权利要求1所述的柔性含能点火薄膜，其特征在于，所述纳米氧化铜粒子的直径为10nm-100nm，所述纳米铝粒子的直径为10nm-100nm。
4.根据权利要求1所述的柔性含能点火薄膜，其特征在于，所述含能离子液体包覆层中的含能离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐中的至少一种。
5.一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一项所述的柔性含能点火薄膜，具体制备步骤如下：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S200中，所述交联剂为1,4-丁二醇丙烯酸酯、二乙烯基苯、双乙烯基二乙二醇醚中的至少一种，且所述交联剂与所述含能离子液体的质量份之比为(0.9-1.1)：(50-1000)。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S300中，所述纳米纤维素为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧基纤维素中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S500中，所述纳米氧化铜料与所述纳米铝料的质量份之比为(1-1.5)：(0.9-1.1)。
10.一种薄膜型固体火箭发动机点火装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的柔性含能点火薄膜以及电路层、点火电路，所述电路层设置在所述柔性含能点火薄膜的表面，且所述电路层与所述点火电路电连接。
...【技术特征摘要】
1.一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜，其特征在于，包括：碳纳米管、纳米氧化铜粒子、纳米铝粒子以及包覆在所述碳纳米管表面的含能离子液体包覆层，所述纳米氧化铜粒子和所述纳米铝粒子均分布在所述含能离子液体包覆层的表面。
2.根据权利要求1所述的柔性含能点火薄膜，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、双壁碳纳米管中任意一种，所述碳纳米管的直径为1nm-20nm、长度为5um-30um。
3.根据权利要求1所述的柔性含能点火薄膜，其特征在于，所述纳米氧化铜粒子的直径为10nm-100nm，所述纳米铝粒子的直径为10nm-100nm。
4.根据权利要求1所述的柔性含能点火薄膜，其特征在于，所述含能离子液体包覆层中的含能离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐中的至少一种。
5.一种用于推进剂的柔性含能点火薄膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一项所述的柔性含能点火薄膜，具体制备步骤如下...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘佩进，何伟，
申请(专利权)人：西北工业大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：
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