多孔硅内嵌氧化剂后形成一类新型纳米结构含能材料。由于其制备工艺与MEMS工艺兼容,适合作为含能芯片的含能材料。目前这种纳米结构的含能材料已经开始应用于点火装置,但是应用的基础研究仍然十分薄弱,能量控制和释放规律的认识还比较浅显。本文针对多孔硅纳米结构含能材料在微推进方面的应用,开展了材料制备、芯片封装和输出特性及规律的研究,初步掌握了多孔硅含能材料的能量控制和释放规律。主要的研究成果如下：采用电化学腐蚀技术制备了多孔硅薄膜。通电时间和电流强度的提高均会导致膜厚度的增大。当电流强度0.1A、通电时间15mmin时制得的多孔硅薄膜表面平整,平均粗糙度仅为2.7nm,而厚度则达到25μm,可作为实验中制备多孔硅薄膜的最佳条件。采用MEMS工艺在多孔硅薄膜基础上制备了多孔硅纳米含能材料。通过X射线衍射分析发现,填充的高氯酸钠是以一水合高氯酸钠的形式存在于孔隙中,同时也证实孔隙表面有Si-O-H的存在,说明多孔硅表面有被氧化的迹象。热分析实验表明高氯酸钠在熔融后与多孔硅发生反应,放热量达到689.5J.g"1。使用高速摄影记录芯片的电点火过程,反应持续时间可以达到毫秒级。采用光纤探测法研究芯片的延迟时间,发现电点火情况下芯片的延迟时间在微秒级。这表明多孔硅具有良好的发火可靠性,同时还具有较长的作用时间。为了研究芯片的输出压力,设计制作了微型密闭爆发器。实验发现输出压力随着点火电压的增大而增大。在点火电压为80V时仅有0.22MPa的输出压力,当电压达到200V时输出压力升高到17.99MPa。使用扭摆冲量测试装置研究芯片在不同点火电压下的反应冲量。结果表明,多孔硅含能芯片的冲量一般在微牛秒级,表明多孔硅含能芯片有望用于微推进领域中。为研究多孔硅含能芯片在约束条件下的反应性能,设计了直孔和收敛-扩张孔两种喷孔结构。实验发现,低点火电压时,两种封装结构对冲量的提升都不明显,但是在高电压下,收敛-扩张喷孔能够大幅提高反应冲量,在200V时达到了近2mN-s,远远高于直孔时的914.52μN·s和无喷孔时的728.42μN-s。