本发明属于含能材料性能测试领域，特别是一种微纳米含能材料的定容燃烧压力测试装置。
背景技术：
微纳米含能材料是近年来微纳米技术在含能材料领域应用的产物，由于其尺寸和结构上的特殊性，微纳米含能材料具有普通含能材料所不具备的优异的物理化学性能，与传统大颗粒含能材料相比，微纳米含能材料在感度、反应速率等方面得到了明显改善，在国防等领域应用前景广阔。
由于含能材料颗粒的微纳化，颗粒表面的原子、分子数增加，表面能相应提高，使得这些原子分子具有较高的活性，对含能材料的燃烧性能产生了重大的影响，而燃烧过程中的压力变化是表征微纳米含能材料燃烧性能的重要参数。因此，一种有效的检测微纳米含能材料燃烧过程压力变化的测试方法对于研究其燃烧性能规律、拓展其应用显得十分必要。
同时，随着微纳米含能材料在先进武器弹药、新型航空航天技术等领域的进一步应用，微纳米含能器件成为微纳米含能材料的重要发展趋势，这就对微纳米含能材料的制备工艺提出了新的要求，确保其与微器件系统具有良好的兼容性。wenchaozhang等设计了一种玻璃基底三维有序大孔纳米铝热剂薄膜，其制备工艺与微机电系统(mems)高度兼容，具有一定的应用前景(acsappliedmaterials&interfaces,2012,5(2)：239-242)；churamanwayne等制备了一种以纳米多孔硅为含能载体的微型器件，研究了其发火行为，同样体现了良好的发展潜力(chemicalphysicsletters,2008,464(4-6):198-201)。但这些微纳米含能材料受到其制备工艺的限制，制备的药量在毫克级别，传统的大容量定容燃烧压力测试装置对于研究其燃烧性能规律显得并不适用。因此，为进一步研究微纳米含能材料燃烧机理并提高其燃烧性能，一种微型的、小药量的定容燃烧压力测试装置的研制便迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种微纳米含能材料定容燃烧压力的测试装置。该测试装置可用于毫克级微纳米含能材料定容燃烧压力的测试，是一种微型测试装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种微纳米含能材料定容燃烧压力测试装置，微型密闭爆发器、螺母式点火器、微纳米含能材料以及压电传感器，螺母式点火器与微型密闭爆发器燃烧室固定连接；微型密闭爆发器为体积为接近0.2ml的微型容器，该容器于其几何中心为贯穿结构，为孔径大小不同的两个腔室，孔径较大的腔室与压电传感器连接，压电传感器将该腔室的开口封闭；孔径较小的腔室作为燃烧室；微纳米含能材料即填装于微型密闭爆发器燃烧室中；所述的螺母式点火器接入燃烧室中，并将孔径较小腔室的开口封闭；以上结构形成的定容燃烧压力测试的内空间用于提供微纳米含能材料燃烧；内空间外部对应设有电源及显示器件。
优选的，所述的螺母式点火器通过玻璃烧结的方式固定两根接线柱，以连接内外空间，接线柱内侧连接桥丝式换能元点燃微纳米含能材料，外侧连接发火电源。
优选的，所述的桥丝式换能元为镍铬桥丝、铂铱丝、康铜丝中的一种。
优选的，所述的微纳米含能材料可测试药量范围为3-50mg。
优选的，所述的压电传感器输入端口与微型密闭爆发器燃烧室通过螺纹密封连接，通过驱动电源对压电传感器供电，输入的发火电流信号及输出电压信号通过示波器采集。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明为微型密闭爆发器、螺母式点火器、微纳米含能材料以及压电传感器的简单组合体，结构简单、操作方便，微型密闭爆发器、压电传感器可重复使用；
2.本发明微型密闭爆发器燃烧室体积小，能够满足毫克级微纳米含能材料的测试需求；
3.螺母式点火器中接线柱通过玻璃烧结的方式固定，能够保证部件严格密封；
4.本发明能够准确测试微纳米含能材料定容燃烧过程压力动态变化，能够获取被测微纳米含能材料点火延期时间、燃烧率等燃烧特性数据，为进一步研究微纳米含能材料燃烧机理创造了契机。
附图说明
图1为本发明定容燃烧压力测试装置原理图；
图2为本发明定容燃烧压力测试装置剖视图；
图3为本发明定容燃烧压力测试装置压电传感器剖视图；
图4为本发明定容燃烧压力测试装置微型密闭爆发器剖视图；
图5为本发明定容燃烧压力测试装置螺母式点火器装置剖视图；
图6为本发明物理混合法制备的微纳米含能材料co3o4/al纳米铝热剂燃烧时产生的压力与时间的关系曲线。
图中，压电传感器1、微型密闭爆发器2、co3o4/al纳米铝热剂3、桥丝式换能元4、螺母式点火器5、接线柱6、发火电源7、驱动电源8、示波器9、导线10。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细描述，本发明的实施方式不限于此。
结合图1-5，一种微纳米含能材料定容燃烧压力测试装置为：
微型密闭爆发器2、螺母式点火器5、co3o4/al纳米铝热剂3以及压电传感器1，螺母式点火器5与微型密闭爆发器2燃烧室固定连接；微型密闭爆发器2为微型容器，该容器于其几何中心为贯穿结构，为孔径大小不同的两个腔室，孔径较大的腔室与压电传感器1连接，压电传感器1将该腔室的开口封闭；孔径较小的腔室作为燃烧室；燃烧室体积接近0.2ml；co3o4/al纳米铝热剂3即填装于微型密闭爆发器2燃烧室中；所述的螺母式点火器5接入燃烧室中，并将孔径较小腔室的开口封闭；以上结构形成的定容燃烧压力测试的内空间用于提供co3o4/al纳米铝热剂3燃烧；内空间外部对应设有电源及显示器件。
螺母式点火器5用两个接线柱6连接内外空间，接线柱内侧连接桥丝式换能元4点燃co3o4/al纳米铝热剂3，外侧连接点发火电源7。
桥丝式换能元4为镍铬桥丝。
装填的co3o4/al纳米铝热剂3药量为10mg。
本发明的微纳米含能材料利用的是co3o4/al纳米铝热剂3，其他任意的微纳米含能材料均可以用本发明的装置进行测试。
菲尔斯特fst800-211压电传感器1输入端口与微型密闭爆发器2燃烧室通过螺纹密封连接，通过驱动电源8对压电传感器1供电，输入的发火电流信号及输出电压信号通过示波器9采集。
co3o4/al纳米铝热剂3定容燃烧压力测试装置具体操作步骤为：
第一步，将桥丝式换能元4镍铬桥丝连接固定在螺母式点火器5接线柱上，点火器点火端连接微型密闭爆发器2燃烧室下端，螺纹间隙填充耐高温润滑脂密封；
第二步，将10mg物理混合法制备的co3o4/al纳米铝热剂3按装填密度0.2g/cm3装填于微型密闭爆发器2燃烧室中，将菲尔斯特fst800-211压电传感器1与微型密闭爆发器2另一端连接，螺纹间填充耐高温润滑脂以保证连接部分严格密封；
第三步，将第二步所制定容燃烧测试装置点火器外侧接线柱6通过导线10与发火电源7相连接，压电传感器1与驱动电源8通过导线10相连接，最后将发火电源7输入端及压电传感器1输出端连接入示波器9；
第四步，将发火电源7发火电流设置为9a，驱动电源8驱动电压设置为20v，示波器9采集压电传感器的输出信号和电流变化信号。
至此完成了co3o4/al纳米铝热剂定容燃烧压力特性测试。结果如图6所示，在通入9a电流7.2ms后，纳米铝热剂反应，压力开始上升，最大升压速率达1.139gpa/s，经8.5ms的升压过程后，定容燃烧达到最大压力6.13mpa。