因相比于桥丝式火工品具有更好的点火性能和安全性能,半导体桥（SCB）火工品经过数十年的发展,逐步呈现其大规模应用前景。然而,受限于桥膜本身质量与激励能量,SCB在点燃钝感药剂或者药剂界面与桥界面存在任何空气间隙时,可能出现点火不可靠的情况。为此,本文在成熟的SCB点火技术基础上,采用离子束溅射方法,将Al/CuO纳米含能材料复合薄膜与多晶硅薄膜有机结合,设计与制备一种新型的含能点火器件,研究其作用过程与能量转换机理,揭示其点火性能与影响规律,主要研究内容及结论如下:（1）采用红外显微热像技术以及超高速摄影技术,分别研究了含能点火器件在不同激励能量下的作用过程,分析了能量转换机理,结果表明:低幅值、长脉宽能量激励时,Al/CuO复合薄膜与多晶硅薄膜换能机制为热传导与热反馈,复合薄膜化学反应释放的热量反馈给多晶硅薄膜,加速或推进其进一步作用;而高幅值、短脉宽能量激励时为热传导、对流换热和辐射传热的混合换能机制,复合薄膜在多晶硅爆发产生的冲击波作用下形成飞散粒子;多晶硅薄膜与复合薄膜之间的能量交换为前期热传导和爆发后对流传热的混合机制;无约束情况下还包括强瞬态辐射传热。（2）在电容放电作用过程中,电流仅在多晶硅及电极流动,复合薄膜的吸热作用使得达到特征现象的时间相对延后。在47μF30V激励下,估算得到含能点火芯片硅等离子体扩散速度最高为0.958km/s,复合薄膜飞散粒子最大飞行速度为2.05km/s。（3）研究了点火器件电爆过程特性电参数、电爆成长过程、以及发射光谱等随激励能量、桥形、桥区尺寸等因素的变化规律,结果表明:桥膜结构导致特性电参数变化过程的差异;爆发产物的空间尺寸及持续时间随着激励能量的升高而增大;相同激励能量时,桥区体积越小的点火器件等离子体空间尺寸越大,Al/CuO飞散粒子量却随着桥区体积增大而增大。含能点火器件在相同激励条件下,爆发产物的空间尺寸及持续时间均高于多晶硅点火器件。电子温度与电子密度变化趋势与电爆过程的延时放电相吻合,47μF电容放电激励下,温度范围4700K～7000K,持续12μs;电子密度范围（1.6～2.9）×10¹⁶·cm^-3。（4）采用ANSYS有限元仿真软件,对点火器件作用过程中各薄膜层表面温度分布、电流密度分布、热梯度分布等物理场量进行了仿真模拟,结果表明:电流流经多晶硅层产生焦耳热,传递给衬底、电极以及复合薄膜;由于绝缘层较强的隔热效果,复合薄膜各层温度远低于多晶硅层;复合薄膜各层之间温差较小。电流在V形尖角处聚集使得电流密度远高于桥区其他区域,而矩形桥电流分布较为均匀,桥边沿电流密度稍高;且电流密度随着桥区体积增大而减小,即相同激励能量下,生热速率与桥膜体积成反比。点火器件热扰动区域面积与激励能量脉宽正相关,脉冲持续时间越长,越容易发生热反馈。（5）根据爆发产物状态、作用机理及相关假设,建立了电爆点火的一维气-固两相流模型,计算硅等离子体与Al/CuO化学反应气相向药剂扩散的微观对流传质、传热过程,结果表明:相比于多晶硅点火器件,含能点火器件由于有进一步的内热源,颗粒表面升温更快、最高温度更高、持续时间更长;气相温度、压力、密度均有所提高;表明含能点火器件具有更好的点火能力。随着等离子体半径、等离子体温度、可凝聚气体含量、复合薄膜反应速度、药剂装填密度、颗粒半径、导热系数的增大,有利于药剂的着火。（6）以斯蒂芬酸铅（LTNR）药剂为例,研究了点火器件在与药剂紧密接触时的点火能力,结果表明:低激励能量时,复合薄膜自身吸热升温达到反应温度,从而发生化学反应释放热量有助于缩短点火时间与降低感度;但是这种助推作用随着激励能量升高,等离子体温度远高于化学反应热而不断减弱。相同激励能量时,点火延迟时间随着桥区体积增大而升高;V形结构设计有助于降低作用所需能量、减小点火延迟时间。（7）设计了一种非接触式装药结构,研究了不同间隙距离下,点火器件点燃硫氰酸铅/氯酸钾点火药的点火能力,结果表明:空气间隙距离为1.5mm、2.5mm和3.5mm时,含能点火器件全发火电压分别为30.22V、40.34V和61.21V;且激励电压60V时,3发样品在间隙距离4.5mm和5.5mm时各有2发和1发发火。相同条件下,多晶硅点火器件不发火,即含能点火器件具有比多晶硅点火器件更高的输出能量,且能实现非接触式点火。