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本文研究了三维多孔微-纳米结构叠氮化铜(Cu(N3)2)原位合成机理及影响目标产物的主要因素,并初步设计、制备了基于三维多孔微-纳米结构Cu(N3)2原位合成的微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)含能芯片,取得了有意义的研究结果。三维多孔微-纳米结构Cu(N3)2是由叠氮酸(HN3)和三维多孔铜(PCu)薄膜(1cm × 1cm)原位反应12h～48h制备。PCu通过电化学工作站以I=2A·cm-2的恒定电流密度,室温下在铜片上电沉积30s得到。HN3通过集热式磁力搅拌器将叠氮化钠(NaN3)与硬脂酸(C17H35COOH)加热至130℃左右反应制备,并伴随着缓慢的搅拌。叠氮化反应时间对叠氮化产物影响较大,叠氮化反应12h,反应制备的产物为较纯的叠氮化亚铜(CuN3),反应24h和36h时均为Cu(N3)2和CuN3的混合物,而叠氮化反应48h后得到的是较纯的Cu(N3)2。由此可以推断叠氮化机理是：PCu首先与HN3反应生成CuN3,随着反应时间的增加,CuN3继续与HN3反应生成Cu(N3)2,叠氮化反应48h左右即可得到纯Cu(N3)2。叠氮化反应中,铜的价态影响叠氮化反应产物：当叠氮化反应时间均为12h,纯多孔铜(即0价铜),叠氮化产物为CuN3；但多孔铜经过部分氧化后,含有CuO、Cu2O和单质铜,其叠氮化反应的产物同时存在CuN3和Cu(N3)2。说明CuO与单质铜相比,更易与HN3反应生成Cu(N3)2。电解液中的添加剂影响PCu的形貌,但对制备的Cu(N3)2形貌影响不大,PCu部分氧化后进行叠氮化反应24h之后,三种电解液制备的Cu(N3)2均为斜方晶系,沿(110)晶面择优生长,长度为200nm左右的扁平条状Cu(N3)2垂直分散生长在原来的铜晶枝四周。但热分析表明加入添加剂NaCl和(NH4)2SO4的电解液制备的多孔铜叠氮化程度最大,这是因为加入NaCl和(NH4)2SO4后制备的PCu孔壁缝隙大,表面粗糙度较大,增加了PCu与HN3的接触面积,进而增加叠氮化程度。初步设计和制备了基于Cu(N3)2的MEMS含能芯片,并在25V下成功触发,通过高速摄影仪记录了点火过程,Cu(N3)2反应迅速,并释放大量N2,可大大提高爆炸威力。