CN104976925A - 一种含能半导体桥及其制备方法 - Google Patents
一种含能半导体桥及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104976925A CN104976925A CN201510309799.7A CN201510309799A CN104976925A CN 104976925 A CN104976925 A CN 104976925A CN 201510309799 A CN201510309799 A CN 201510309799A CN 104976925 A CN104976925 A CN 104976925A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microballoon
- precursor liquid
- semiconductive bridge
- obtains
- metal oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含能半导体桥及其制备方法。该含能导体桥包括半导体桥基底以及该半导体桥基底上制备的3DOM金属氧化物纳米铝热剂薄膜，制备步骤为：制备PS微球乳液；制备金属氧化物前驱液；在半导体桥基底上滴加PS微球乳液并进行干燥，PS微球自然沉积形成胶晶模板；在胶晶模板上滴加金属氧化物前驱液，该前驱液渗透入胶晶模板中，然后进行干燥得到PS微球/前驱液复合薄膜；将PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中煅烧除去PS胶晶模板，生成3DOM金属氧化物骨架；采用磁控溅射对半导体桥基底上的3DOM金属氧化物骨架进行镀铝，得到载有3DOM金属氧化物纳米铝热剂薄膜的半导体桥。本发明的制备条件温和，制备的含能半导体桥具有高发火量、长发火时间的优点。
Description
技术领域
本发明属于半导体桥的技术领域，特别是一种含能半导体桥及其制备方法。
背景技术
火工品是武器装备的功能首发元件，伴随着高新工程技术的发展，对火工品的安全性和可靠性的要求也越来越高，半导体桥火工品应运而生。半导体桥火工品诞生于1968年，它具有高瞬发度、高安全性、高可靠性、低发火能量以及能与数字逻辑电路组合等优点。目前，数字化、智能化武器弹药的点火、姿态控制、弹道修正、解锁分离以及安全保险等都离不开微型点火和传爆序列模块(芯片)。另外汽车的安全气囊、预紧张器等民用领域也对发火装置的小型化以及低发火能量提出了高要求。与传统的桥丝式点火系统相比，将智能电子、保险和发火电路集成到起爆器上，再加上半导体桥火工品点火性能的优越性，使起爆器在体积、质量、功率和功能上都具有更多的优势，因此半导体桥火工品已成为微型点火和传爆序列芯片研究的热点。
半导体桥火工品的核心是半导体桥芯片，所以研制半导体桥火工品的关键技术也就是寻找更为合适的半导体桥芯片，其结构和性能直接影响半导体桥火工品的性能。根据桥膜材料的发展，主要分为多晶硅半导体桥、单层金属半导体复合桥、多层金属半导体复合桥以及反应性半导体桥等几个阶段。
专利1(Hollander Jr.Semiconductive explosive igniter:US,USP 3366055[P].1968.)采用在多晶硅中进行重掺杂形成发火桥，利用半导体膜做发火元件，即多晶硅半导体桥，其结构由蓝宝石(或硅)基片与铝(或钨)覆盖层之间呈“H”型的重掺杂多晶硅构成。多晶硅半导体桥的发火机理是在电流的作用下硅桥因焦耳热迅速气化并在电场的作用形成4100K～6000K弱等离子体，这种高温、高压的流体迅速扩散到装药中，使装药受热达到着火温度而发火。
专利2(D.A.Benson,R.W.Bickes,Jr.,R.S.Blewer.Tungsten bridge for the low energyignition of explosive and energetic materials:US,USP 4976200[P].1990.)提供了一种钨/硅(W/Si)半导体复合桥，它由未掺杂的多晶硅上沉积一层钨构成。其作用原理为当电流通过桥时，首先大量电流从钨桥上流过，W/Si被加热，其中钨桥上电阻增加，电流减小，而硅桥上电阻迅速减小，电流增加，最后硅被汽化形成等离子体放电。由于在半导体桥上增加了金属层，与多晶硅半导体桥相比金属半导体复合桥发火时产生了固体粒子，这在一定程度上增加了半导体桥的点火能力。
专利3(Bernardo Martinez-Tovar,John A.Montoya.Semiconductor bridge device andmethod of making the same:US,USP 6133146[P].2000.)提出了一种了由硅或蓝宝石基片、重掺杂多晶硅层、钛/钛－钨/钨(Ti/Ti-W/W)复合层构成的多层金属半导体复合桥。在制作工艺过程中，Ti/Ti—W/W复合层均采用金属溅射技术，不存在退火过程。该器件克服了多晶硅半导体桥中使用铝电极的电子迁移问题和硅钨桥中使用钨基层因退火引起的氧化问题，而且作用时间短、消耗能量小。由于该多层金属结构与半导体之间粘着力强，减少了金属-硅界面的接触电阻并增加了金属层向底层的传热，提高了器件的安全性。
专利4(Roland M.F,Winfried B,Ulrich.K.Bridge igniter:US,USP 6810815B2[P].2004.)提供了一种反应式半导体桥。其采用微电子制作工艺在金属半导体复合桥上分别溅射Zr、Hf、Al和CuO、Fe2O3、MnO2或Zr－Ti、B－Ti等复合膜，通过复合膜的反应热或晶格热来提高半导体桥的点火能力。由于在半导体桥上增加了可反应物质，靠金属及氧化物之间发生铝热反应或晶格热放出的大量的热和产生的火花使药剂发火，即使含能半导体桥和药剂之间的间隙增加到近3mm的情况下，起爆药仍能全部发火。
由上述可知，半导体桥研究关键就是寻找合适的桥膜材料，但是现有的制备方法存在以下缺陷：
专利1中多晶硅半导体桥的输出能量一定程度上取决于输入能量，而且受桥区质量和等离子体能量在空气中迅速耗散的影响，不足以实现间隙点火，且铝电极易腐蚀且会产生电子迁移现象，同时半导体桥也存在桥部产生火花量不足，点火可靠性较差。
专利2中单层金属半导体复合桥钨层的熔点3695K、高于硅层蒸发的温度2628K，硅层蒸发产生等离子体被固态钨层包覆，从而影响发火能力。由于产生的火花量有限，因此对桥与药剂界面的要求比较苛刻，少许的间隙也会影响发火甚至导致不发火。
专利3中多层金属半导体复合桥多层金属半导体复合桥结构比多晶硅、单层金属半导体复合桥复杂，制作成本也较高。
专利4中的反应式半导体桥制备比较困难，工艺复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、性能高效的半导体桥及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种含能半导体桥，包括半导体桥基底以及该半导体桥基底上制备的金属氧化物纳米铝热剂薄膜，所述金属氧化物纳米铝热剂薄膜呈三维有序大孔结构。
优选地，所述金属氧化物纳米铝热剂薄膜中的金属氧化物为Mn2O3或Co3O4。
一种所述含能半导体桥的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，制备PS微球，分散在水中形成PS微球乳液；
步骤2，制备金属氧化物前驱液；
步骤3，在半导体桥基底上滴加步骤1制备的PS微球乳液并进行干燥，PS微球在重力作用下自然沉积形成胶晶模板；
步骤4，在步骤3得到的胶晶模板上滴加步骤2制备的金属氧化物前驱液，该金属氧化物前驱液渗透入胶晶模板中，然后进行干燥得到PS微球/前驱液复合薄膜；
步骤5，将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中煅烧除去PS胶晶模板，生成三维有序大孔金属氧化物骨架；
步骤6，采用磁控溅射对步骤5得到的半导体桥基底上的三维有序大孔金属氧化物骨架进行镀铝，得到载有三维有序大孔金属氧化物纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
优选地，步骤1所述PS微球的粒径为200～800nm。
优选地，步骤1所述PS微球乳液浓度为2～10wt％。
优选地，步骤2所述制备金属氧化物前驱液，其中金属氧化物为Mn2O3，前驱液配置过程如下：将Mn(Ac)2·4H2O加入到甲醇和乙二醇的混合溶剂中搅拌，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解，并加入PVP(10000)调节前驱液粘度；其中甲醇、乙二醇的摩尔比为3∶1；Mn(Ac)2·4H2O添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.3～0.5倍；PVP(10000)添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.01～0.2倍。
优选地，步骤2所述制备金属氧化物前驱液，其中金属氧化物为Co3O4，前驱液配置过程如下：将Co(NO3)2·6H2O加入到甲醇和乙二醇的混合溶剂中搅拌，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解，并加入柠檬酸调节前驱液粘度。其中甲醇、乙二醇的摩尔比为1∶2；Co(NO3)2·6H2O添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.2～0.4倍；柠檬酸添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.01～0.1倍。
优选地，步骤5所述马弗炉煅烧参数为：以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，然后冷却至温室。
优选地，步骤6所述采用磁控溅射对步骤5得到的半导体桥基底上的三维有序大孔金属氧化物骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为10～30min。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)3DOM金属氧化物纳米铝热剂薄膜在纳米尺度紧密接触，缩短了氧化剂与可燃剂之间的扩散传质距离，加快了反应速率，同时该结构有效阻止了过多铝在空气中暴露氧化的发生，可以有效的改变半导体桥的发火能量；(2)原料用量少，反应温度相对较低，实验安全，产物后处理方便、环保；(3)操作简单，设备便利，无需加入任何稳定剂，适用于大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明含能半导体桥的结构示意图。
图2为本发明含能半导体桥的制备方法流程示意图。
图3为本发明中实例1的3DOM Mn2O3骨架薄膜SEM图，其中(a)为放大100000倍的SEM图，(b)为放大50000倍SEM图。
图4为本发明中实例1的Al/Mn2O3铝热薄膜SEM图，其中(a)为放大50000倍的SEM图，(b)为放大40000倍的SEM图。
图5为本发明中实例1的3DOM Mn2O3的XRD图。
图6为本发明中实例1的3DOM Al/Mn2O3纳米铝热复合薄膜DSC图。
图7为本发明中实例12的3DOM Co3O4骨架薄膜SEM图，其中(a)为放大90000倍的SEM图，(b)为放大45000倍的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
结合图1，本发明含能半导体桥，包括半导体桥基底以及该半导体桥基底上制备的金属氧化物纳米铝热剂薄膜，所述金属氧化物纳米铝热剂薄膜呈三维有序大孔(3DOM)结构。所述金属氧化物纳米铝热剂薄膜中的金属氧化物为Mn2O3或Co3O4。通过在基底上集成三维有序大孔(3DOM)金属氧化物纳米铝热剂薄膜制备半导体桥，利用薄膜反应放出的大量化学热及反应产生的灼热固体产物提高换能元的能量输出、增加发火时溅射出的火花，从而提高换能元的点火能力。
结合图2，本发明所述含能半导体桥的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，制备PS微球，所述PS微球的粒径为200～800nm，分散在水中形成PS微球乳液，所述PS微球乳液浓度为2～10wt％；
步骤2，制备金属氧化物前驱液；包括以下两种金属氧化物前驱液，分别如下：
(a)所述制备金属氧化物前驱液，其中金属氧化物为Mn2O3，前驱液配置过程如下：将Mn(Ac)2·4H2O加入到甲醇和乙二醇的混合溶剂中搅拌，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解，并加入PVP(10000)调节前驱液粘度；其中甲醇、乙二醇的摩尔比为3∶1；Mn(Ac)2·4H2O添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.3～0.5倍；PVP(10000)添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.01～0.2倍。
(b)所述制备金属氧化物前驱液，其中金属氧化物为Co3O4，前驱液配置过程如下：将Co(NO3)2·6H2O加入到甲醇和乙二醇的混合溶剂中搅拌，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解，并加入柠檬酸调节前驱液粘度。其中甲醇、乙二醇的摩尔比为1∶2；Co(NO3)2·6H2O添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.2～0.4倍；柠檬酸添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.01～0.1倍。
步骤3，在半导体桥基底上滴加步骤1制备的PS微球乳液并进行干燥，PS微球在重力作用下自然沉积形成胶晶模板；
步骤4，在步骤3得到的胶晶模板上滴加步骤2制备的金属氧化物前驱液，该金属氧化物前驱液渗透入胶晶模板中，然后进行干燥得到PS微球/前驱液复合薄膜；
步骤5，将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中煅烧除去PS胶晶模板，生成三维有序大孔金属氧化物骨架，所述马弗炉煅烧参数为：以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，然后冷却至温室；
步骤6，采用磁控溅射对步骤5得到的半导体桥基底上的三维有序大孔金属氧化物骨架进行镀铝，得到载有三维有序大孔金属氧化物纳米铝热剂薄膜的半导体桥，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为10～30min。
下面结合实施例1～22对本发明含能半导体桥的制备方法做进一步详细说明。
实施例1
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
图3为实施例1中3DOM Mn2O3骨架薄膜SEM图，(a)为放大100000倍，(b)为放大50000倍。从图3(a)、(b)中明显可以看到Mn2O3骨架出现类似蜂窝状规整有序结构，孔径大小分布均一约为200nm，每一个独立大孔单元的孔壁与相邻大孔的孔壁交联在一起，呈现出大范围平整周期性结构，大孔孔壁厚度约为50nm，大孔孔壁由30～50nm大小不等的纳米晶组成。
图4为实施例1中Al/Mn2O3铝热薄膜SEM图，(a)为放大50000倍，b)为放大40000倍。从图4(a)、(b)中不难发现每一个大孔单元被纳米铝填充后呈现出花瓣状，并且花瓣周期性明显，而大孔结构基本上消失。另外没有出现3DOM Mn2O3薄膜骨架破碎或者坍塌现象，而且沉积到3DOM Mn2O3大孔孔壁上的纳米铝和3DOM Mn2O3大孔孔壁结合紧密，这直接保证了三维有序Al/Mn2O3纳米铝热复合薄膜铝热反应Al和Mn2O3间的传质距离足够短。
图5为实施例1中3DOM Mn2O3的XRD图。从图5中可以看出制备的3DOM Mn2O3的2θ衍射角为23.13°、32.95°、38.23°、49.35°、55.19°、65.81°和69.11°分别对应于方铁锰矿型三氧化二锰(JCPDS Card 41-1442)的(211)、(222)、(400)、(431)、(440)、(622)和(444)晶面的特征衍射峰，无其他明显杂质峰。这表明煅烧除去PS胶体模板后的三维有序骨架薄膜为纯Mn2O3，并无其他杂质相存在。
图6为本发明中实施例1的3DOM Al/Mn2O3纳米铝热复合薄膜DSC图。图6中第一个放热量为857.90J·g-1的放热峰出现在572.50℃。在647.15℃左右经历一个微弱的铝融化吸热峰后，吸热量约为104.25J·g-1。融化吸热后的液态铝与固态Mn2O3在777.26℃发生放热反应，峰形呈现出下宽上尖型，该液-固反应历程放热量为1230.89J·g-1，整个反应的总放热量达到了2088.79J·g-1。
实施例2
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为380nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例3
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为800nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例4
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为2wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例5
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为10wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例6
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为10min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例7
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取7.35g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为20min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例8
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取5.51g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例9
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取9.18g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取1.0g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例10
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取9.18g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取0.18g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例11
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取9.18g Mn(Ac)2·4H2O加入到20mL甲醇：乙二醇摩尔比为3:1的混合溶剂中搅拌2h，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解备用。再称取3.67g PVP(10000)加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Mn2O3前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴入0.10ml的Mn2O3前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。除去PS胶晶模板，得到3DOM Mn2O3骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Mn2O3骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Mn2O3纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例12
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
图7为本发明中实例12中3DOM Co3O4骨架薄膜SEM图，(a)为放大90000倍(b)为放大45000倍。从图7(a)、(b)中也明显可以看到Co3O4骨架出现类似蜂窝状规整有序结构，孔径大小分布均一约为250nm，每一个独立大孔单元的孔壁与相邻大孔的孔壁交联在一起，呈现出大范围平整周期性结构。
实施例13
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为200nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例14
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为800nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例15
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为2wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例16
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为10wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例17
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为10min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例18
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为20min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例19
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取6.57g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例20
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取13.14g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取1.0g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例21
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取0.33g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
实施例22
步骤1：实验室制备表面光滑、单分散、粒径为300nm的PS微球，分散在水中形成PS微球乳液，浓度为5wt％。
步骤2：称取8.73g Co(NO3)2·6H2O加入到30mL甲醇：乙二醇摩尔比为1:2的混合溶剂中搅拌2h，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解备用。再称取3.28g柠檬酸加入到溶液中，搅拌12h得到一定粘度的Co3O4前驱体溶液。
步骤3：在半导体桥基底上滴入0.05ml的PS微球乳液，待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温。在半导体桥基底上垂直沉积三维长程有序的PS微球胶晶薄膜。
步骤4：往步骤3得到的PS微球胶晶薄膜上滴加0.10ml的Co3O4前驱液，多余的前驱液用滤纸轻轻吸干除去。待其自然晾干后在40℃真空烘箱中干燥1h，冷却至室温过夜，得到PS微球/前驱液复合薄膜。
步骤5：将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，冷却至温室。以除去PS胶晶模板，得到3DOM Co3O4骨架。
步骤6：采用磁控溅射对步骤5得到的3DOM Co3O4骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为30min，得到载有3DOM Co3O4纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
综上所述，本发明是一种操作简单的半导体桥制备方法，在温和条件下可制备具有高发火量、长发火时间的以半导体桥为基底的3DOM金属氧化物纳米铝热剂薄膜。3DOM金属氧化物纳米铝热剂薄膜在纳米尺度紧密接触，缩短了氧化剂与可燃剂之间的扩散传质距离，加快了反应速率，同时该结构有效阻止了过多铝在空气中暴露氧化的发生，可以有效的改变半导体桥的发火能量；原料用量少，反应温度相对较低，实验安全，产物后处理方便、环保；操作简单，设备便利，无需加入任何稳定剂，适用于大规模工业化生产。
Claims (9)
1.一种含能半导体桥，其特征在于，包括半导体桥基底以及该半导体桥基底上制备的金属氧化物纳米铝热剂薄膜，所述金属氧化物纳米铝热剂薄膜呈三维有序大孔结构。
2.根据权利要求1所述的含能半导体桥，其特征在于，所述金属氧化物纳米铝热剂薄膜中的金属氧化物为Mn2O3或Co3O4。
3.一种如权利要求1所述含能半导体桥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，制备PS微球，分散在水中形成PS微球乳液；
步骤2，制备金属氧化物前驱液；
步骤3，在半导体桥基底上滴加步骤1制备的PS微球乳液并进行干燥，PS微球在重力作用下自然沉积形成胶晶模板；
步骤4，在步骤3得到的胶晶模板上滴加步骤2制备的金属氧化物前驱液，该金属氧化物前驱液渗透入胶晶模板中，然后进行干燥得到PS微球/前驱液复合薄膜；
步骤5，将步骤4得到的PS微球/前驱液复合薄膜放入马弗炉中煅烧除去PS胶晶模板，生成三维有序大孔金属氧化物骨架；
步骤6，采用磁控溅射对步骤5得到的半导体桥基底上的三维有序大孔金属氧化物骨架进行镀铝，得到载有三维有序大孔金属氧化物纳米铝热剂薄膜的半导体桥。
4.根据权利要求3所述的含能半导体桥的制备方法，其特征在于，步骤1所述PS微球的粒径为200～800nm。
5.根据权利要求3所述的含能半导体桥的制备方法，其特征在于，步骤1所述PS微球乳液浓度为2～10wt％。
6.根据权利要求3所述的含能半导体桥的制备方法，其特征在于，步骤2所述制备金属氧化物前驱液，其中金属氧化物为Mn2O3，前驱液配置过程如下：将Mn(Ac)2·4H2O加入到甲醇和乙二醇的混合溶剂中搅拌，直至Mn(Ac)2·4H2O完全溶解，并加入PVP(10000)调节前驱液粘度；其中甲醇、乙二醇的摩尔比为3∶1；Mn(Ac)2·4H2O添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.3～0.5倍；PVP(10000)添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.01～0.2倍。
7.根据权利要求3所述的含能半导体桥的制备方法，其特征在于，步骤2所述制备金属氧化物前驱液，其中金属氧化物为Co3O4，前驱液配置过程如下：将Co(NO3)2·6H2O加入到甲醇和乙二醇的混合溶剂中搅拌，直至Co(NO3)2·6H2O完全溶解，并加入柠檬酸调节前驱液粘度；其中甲醇、乙二醇的摩尔比为1∶2；Co(NO3)2·6H2O添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.2～0.4倍；柠檬酸添加质量为甲醇和乙二醇混合溶剂质量的0.01～0.1倍。
8.根据权利要求3所述的含能半导体桥的制备方法，其特征在于，步骤5所述马弗炉煅烧参数为：以1℃·min-1的升温速率升至500℃，保温5小时，然后冷却至温室。
9.根据权利要求3所述的含能半导体桥的制备方法，其特征在于，步骤6所述采用磁控溅射对步骤5得到的半导体桥基底上的三维有序大孔金属氧化物骨架进行镀铝，其中磁控溅射参数如下：Ar气流量32Sccm，溅射功率150w，沉积速率约10nm·min-1；镀铝时间为10～30min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510309799.7A CN104976925A (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 一种含能半导体桥及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510309799.7A CN104976925A (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 一种含能半导体桥及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104976925A true CN104976925A (zh) | 2015-10-14 |
Family
ID=54273671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510309799.7A Pending CN104976925A (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 一种含能半导体桥及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104976925A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106680901A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 台湾创新材料股份有限公司 | 三维有序多孔微结构制造方法 |
| CN107631664A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-26 | 南京理工大学 | 含能MOFs薄膜半导体桥及其制备方法 |
| EP3444028A1 (en) | 2017-08-17 | 2019-02-20 | Tantti Laboratory Inc. | Methods for producing three-dimensional ordered porous microstructure and monolithic column produced thereby |
| CN110759313A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 歌尔股份有限公司 | Mems传感器组件制造方法以及以该法制造的传感器组件 |
| US11118024B2 (en) | 2017-09-08 | 2021-09-14 | Tantti Laboratory Inc. | Method for producing three-dimensional ordered porous microstructure and monolithic column produced thereby |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030164106A1 (en) * | 2001-03-31 | 2003-09-04 | Roland Mueller-Fiedler | Bridge igniter |
| CN103159186A (zh) * | 2011-12-10 | 2013-06-19 | 南京理工大学 | 三维有序大孔金属氧化物基纳米含能材料及其制备方法 |
| CN103673792A (zh) * | 2012-09-06 | 2014-03-26 | 北京理工大学 | 一种高瞬发半导体桥发火组件 |
-
2015
- 2015-06-08 CN CN201510309799.7A patent/CN104976925A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030164106A1 (en) * | 2001-03-31 | 2003-09-04 | Roland Mueller-Fiedler | Bridge igniter |
| CN103159186A (zh) * | 2011-12-10 | 2013-06-19 | 南京理工大学 | 三维有序大孔金属氧化物基纳米含能材料及其制备方法 |
| CN103673792A (zh) * | 2012-09-06 | 2014-03-26 | 北京理工大学 | 一种高瞬发半导体桥发火组件 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 殷宝清: "多孔金属氧化物/Al纳米含能材料的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106680901A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 台湾创新材料股份有限公司 | 三维有序多孔微结构制造方法 |
| WO2017080496A1 (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | 台湾创新材料股份有限公司 | 三维有序多孔微结构制造方法 |
| CN106680901B (zh) * | 2015-11-11 | 2018-12-21 | 台湾创新材料股份有限公司 | 三维有序多孔微结构制造方法 |
| EP3444028A1 (en) | 2017-08-17 | 2019-02-20 | Tantti Laboratory Inc. | Methods for producing three-dimensional ordered porous microstructure and monolithic column produced thereby |
| CN107631664A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-26 | 南京理工大学 | 含能MOFs薄膜半导体桥及其制备方法 |
| CN107631664B (zh) * | 2017-08-25 | 2019-12-27 | 南京理工大学 | 含能MOFs薄膜半导体桥及其制备方法 |
| US11118024B2 (en) | 2017-09-08 | 2021-09-14 | Tantti Laboratory Inc. | Method for producing three-dimensional ordered porous microstructure and monolithic column produced thereby |
| CN110759313A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 歌尔股份有限公司 | Mems传感器组件制造方法以及以该法制造的传感器组件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104976925A (zh) | 一种含能半导体桥及其制备方法 | |
| JP6008041B2 (ja) | 正極活物質、正極材料、正極および非水電解質二次電池 | |
| JP6075440B2 (ja) | 正極活物質、正極材料、正極および非水電解質二次電池 | |
| CN108475787B (zh) | 骨架形成剂及使用该骨架形成剂的负极 | |
| JP2022003647A (ja) | リチウム二次電池用正極活物質 | |
| JP6072070B2 (ja) | ケイ素系複合体の製造方法 | |
| TW201246577A (en) | Paste composition for electrode of solar cell and solar cell including the same | |
| CN106554011B (zh) | 三维有序大孔-介孔石墨烯及其制备方法和应用 | |
| CN102844909A (zh) | 电化学元件用隔膜及使用其的电化学元件、以及该电化学元件用隔膜的制造方法 | |
| JP2010244727A (ja) | 電極材料とその製造方法、及び、リチウムイオン二次電池 | |
| CN103474602A (zh) | 一种锂离子电池造孔陶瓷隔离膜及其制备方法 | |
| CN103611943B (zh) | 一种碳包覆纳米铝粉的制备方法 | |
| EP2802545A1 (en) | Glass frit, and conductive paste composition and solar cell comprising the same | |
| JP2008311132A (ja) | 非水電解液二次電池用コバルト酸リチウム粒子粉末及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池 | |
| KR20120012452A (ko) | 리튬 이온 배터리용 합금 복합 음극 재료의 제조 방법 | |
| CN105177517A (zh) | 纳米铝热剂及其制备方法 | |
| CN110831714B (zh) | 金属泡沫的制备方法 | |
| Shi et al. | A high energy output and low onset temperature nanothermite based on three-dimensional ordered macroporous nano-NiFe 2 O 4 | |
| JPWO2019009177A1 (ja) | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 | |
| CN110993890A (zh) | 一种负极极片、其制备方法和用途 | |
| JP6797519B2 (ja) | リチウム二次電池用負極材料及びその製造方法、負極活物質層形成用組成物、リチウム二次電池用負極、リチウム二次電池、並びに樹脂複合シリコン粒子 | |
| CN102120703A (zh) | 一种高固含量锂铌钛系微波介质陶瓷水基流延生带 | |
| JP6089822B2 (ja) | リチウム二次電池用電極材の製造方法 | |
| CN205373544U (zh) | 一种碳膜电火工品换能元 | |
| TW201145648A (en) | Cathode material of lithium ion battery and method for making the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151014 |