疊氮化銀起爆藥連續化合成芯片的設計與應用研究

韓瑞山，王燕蘭，盧飛朋，張 松，張 方，李 蛟，褚恩義

（陜西應用物理化學研究所， 瞬態化學效應與控制全國重點實驗室， 陜西 西安 710061）

0 引 言

疊氮化銀（AgN3，簡寫為SA）是疊氮酸的銀鹽，最早在1890 年由Curtius 將疊氮酸（HN3）氣體通入硝酸銀溶液中制得。相較于目前廣泛應用的疊氮化鉛（LA）起爆藥，SA 起爆藥在水溶液中的溶解度更小，在制備時易大量、快速析出，不易產生針狀大晶體，故而無自爆風險。同時，SA 起爆藥具有更高的熱穩定性、安定性，在真空環境下加熱到400 ℃都不會發生爆炸［1-3］，且干燥的SA 起爆藥HN3分壓非常低，與金屬銅接觸時基本不會反應生成高敏感的疊氮化銅［4］。另外，SA 起爆藥的起爆能力高于LA，具有非常小的臨界起爆尺寸［5-7］，因此特別適合用于MEMS 火工品等小尺寸、低極限藥量火工品裝藥。

SA 起爆藥的制備大多使用AgNO3和NaN3的沉淀反應［8-9］，對于沉淀反應而言，反應溶液混合速度的快慢，對于反應過程和結果都會產生重要影響［10-12］。微流控技術中的微混合芯片具備通道尺寸微小、反應參數精確可控、高效傳質傳熱的特點［13-15］，成為微納米級疊氮化物起爆藥制備的一種有效手段［16-18］。但微混合芯片中，反應液體的混合主要依靠通道壁面結構對流體產生折疊、擾動、分散或旋轉等作用［19-22］，混合效率受通道幾何結構尺寸的影響極大。因此，設計優化微混合芯片通道結構，對于疊氮化物起爆藥的連續化、高質量制備具有重要意義。

本研究設計并制作了一種連續反向旋T 形微混合芯片，采用Ansys Fluent 仿真模擬軟件研究了芯片結構和流動條件等因素對芯片混合效率的影響，獲得了最佳的芯片形狀及其結構參數。……