1、反應多層膜系一種新型納米含能材料。一般地，反應多層膜由兩種或多種可相互發(fā)生放熱反應的材料通過物理沉積法交替沉積在基底上形成。納米反應多層膜在較低的能量刺激下可以發(fā)生放熱反應，產(chǎn)生的熱可以使反應區(qū)以特定的速度自持傳播。目前，反應多層膜已經(jīng)被用于焊接和高溫自蔓延合成等領域。同時，這種材料還可用于激發(fā)次級反應，在火工品等行業(yè)有潛在的應用價值。
　　本研究采用磁控濺射法制備了Al/Ti反應多層膜。多層膜中鋁和鈦的每一單層厚度控制為10nm

2、到240 nm不等，多層膜的總厚度在7μm到17μm之間。掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)分析表明多層膜具有層狀結(jié)構(gòu)，且主要成分為鋁和鈦。
　　通過差熱分析和X射線衍射研究了磁控濺射制備的Al/Ti多層膜的反應機理。結(jié)果表明反應包含兩個階段，第一階段反應發(fā)生在440℃～550℃之間，對應于TiAl3相的形成;第二階段反應發(fā)生在650℃～700℃之間，對應于生成AlTi相。此外，在第一個階段的反應，鈦原子擴散到鋁中形成TiA

3、l3相直至鋁完全反應。
　　多層膜中反應區(qū)的傳播速度是表征多層膜性能的一個主要特征參數(shù)。試驗和理論研究表明傳播速度主要與多層膜的每一單層厚度有關(guān)。現(xiàn)有的理論模型假設多層膜的各組分單層厚度相等，而實際上，多數(shù)多層膜系統(tǒng)不滿足此條件。因此，本論文將其擴展至可以計算單層厚度不等的多層膜中反應區(qū)的傳播速度。采用擴展模型計算了Al/Ni，Al/Ti多層膜中反應區(qū)的傳播速度，計算結(jié)果與試驗結(jié)果較之現(xiàn)有的模型吻合更好。
　　采用高速攝影法

4、測得了磁控濺射法制備的Al/Ti多層膜中反應區(qū)的傳播速度，采用擴展模型進行了理論計算。結(jié)果表明存在一個臨界厚度，臨界厚度約為25 nm。當單層厚度小于臨界厚度時，傳播速度隨單層厚度增大而增大，在此區(qū)域，燃燒過程為反應控制。當單層厚度達與臨界厚度時，傳播速度隨單層厚度增大而減小，在此區(qū)域，燃燒過程可以認為是擴散控制。
　　設計了一種基于Al/Ti反應多層膜的新型點火元件。此點火元件主要由以下幾部分組成:陶瓷或玻璃電極塞，一個加熱層，