本发明涉及自毁伤，具体涉及一种基于3d打印的微型自毁器件及其一体化组装成型方法。
背景技术：
1、信息科技的高速发展在带来生活、工作便利的同时，也导致信息安全的保护问题得到了越来越多的关注，如何提升信息存储安全性、防止关键数据泄露成为了人们日益重视的关键问题。其中作为现代化社会重要组成部分的芯片既是信息化和智能化的物理载体，又是信息安全的基石。信息安全性的提升必然与芯片这一关键领域息息相关。常用保护芯片内部信息的方法有信息加密、消磁以及程序自消除等，但随着诸如解密技术等高科技的持续发展，此类软件加密的方式逐渐存在着破解风险，已然难以满足实际的高安全性需要。
2、微含能自毁器件的发展为这一问题的解决提供了契机，其主要借助含能材料瞬态高效高能的特点，通过含能材料能量释放所产生的应力破坏、高温烧蚀等对芯片内部核心元件造成物理性破坏，从而实现关键信息保护目的（materials today, 2016, 28, 3527;advanced materials technology, 2018, 1800044; chemical engineering journal,2023, 459: 141506）。基于这一研究思路，张剑等于2020年公布了一种利用mems技术研制出了内嵌含能薄膜的自毁芯片（cn212648226u）。2023年，沈瑞琪等报道了一种应用于自毁芯片的含能二极管及其一体化组装成型方法。（cn116631949a）。然而，需要注意的是，虽然以上技术均能够实现预期的自毁伤效果，但是存在着一定的提升空间。例如，所报道的药剂毁伤研究大多停留在原理性验证方面（advanced functional materials, 2021, 31,2103199; chemical engineering journal, 2023, 459: 141506.），所报道的含能芯片虽然能够实现一体化封装、集成，但存在着对昂贵设备的较高依赖性。因此，如何开发出一种具有自毁伤效果的微含能器件，且制备工艺简单、成本低廉就成为了一个亟待解决的难题。
3、幸运的是，基于3d打印（增材制造）技术为此指明了新方向，这种高精度、普适性及多样化的制造手段不仅能够快速、准确地制造具有亚微米量级及复杂3d特征的结构，而且能实现异形装药，是微型含能器件装药的重要手段。同时，纳米铝热剂拥有高体积能量密度的特点，已在微推进、微点火系统中展现出了优异的应用潜力，同时也是最有希望满足微含能器件能量要求的主体材料。
技术实现思路
1、本发明克服现有技术的不足，提供一种基于3d打印的微型自毁器件。以同轴打印机为制造平台，一端用价格低廉的高分子材料为器件壳体基材，另一端装配纳米铝热剂直写油墨，则可同步完成微含能器件的组装成型与一体化封装。在此基础上，通过将微含能器件贴合在目标芯片表面，在特定刺激下即可迅速反应，实现对芯片的损毁。如此一来不仅巧妙地解脱了微自毁含能器件在技术和成本方面的约束，而且具有轻便化和高自由度的优势，可通过变更数字模型实现多功能化响应（单点、多点输出），有助于微含能器件实现多样化和按需定制，并赋予其广阔的应用前景。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种基于d打印的微型自毁器件，包括含能器件基板和含能器件盖板，所述含能器件基板开设有点火槽和输出槽，所述点火槽和输出槽之间连通有传火通道；所述含能器件盖板上开设有电极孔，所述电极孔与点火槽的位置相对应；所述含能器件基板和含能器件盖板的边缘均开设有螺栓孔，二者通过螺栓连接在一起；
3、所述含能器件基板和含能器件盖板的材质为可再生高分子材料，所述点火槽、输出槽及传火通道内部装载纳米铝热剂，所述纳米铝热剂以al纳米颗粒为燃料、以纳米化碱金属盐为氧化剂、氟橡胶为粘结剂，各原料的质量份配比为：燃料10~60份，氧化剂40~90份，粘结剂3-20份，其中纳米al颗粒粒径为50 ~200 nm，氧化剂颗粒为亚微米级，分解温度在200℃以上。
4、一体化制造的自毁器件体积在0.7~5cm3内，质量在1.5~4.5g之间，响应时间在1ms以内，具备微型、轻量化、响应迅速等优势，可实现复杂场景下的多种瞬态毁伤响应。
5、优选的，所述可再生高分子材料为abs、tpu、pva或pla等熔点在200℃左右的高分子材料，以满足轻量化特点；所述氧化剂为高碘酸钾、高碘酸钠和高氯酸钾中的一种或几种；所述粘结剂替换为羟丙甲基纤维素或硝化棉等或者其他能够溶解于n, n-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯的聚合物的一种或几种。
6、优选的，所述纳米铝热剂各原料的质量份配比为：燃料10~60份，氧化剂40~60份，粘结剂5-10份。
7、进一步的，所述微型自毁器件包括多点式微型自毁器件、双点式微型自毁器件和单点式微型自毁器件。
8、进一步的，所述多点式微型自毁器件的含能器件基板为多点式含能器件基板，多点式含能器件基板为圆板，圆板的中心处开设有点火槽，以点火槽为圆心在圆板靠近边缘处均布有多个呈圆形分布的输出槽，点火槽与每个输出槽均连通有传火通道。
9、进一步的，所述双点式微型自毁器件含能器件基板为双点式含能器件基板，双点式含能器件基板为矩形板，矩形板的一端开设有点火槽，另一端开设有输出槽。
10、进一步的，所述单点式微型自毁器件含能器件基板为单点式含能器件基板，单点式含能器件基板为圆板，单点式含能器件基板的点火槽和输出槽为同一个槽，开设在单点式含能器件基板的中心处。
11、借助反应产生的高压气体产物、冲击基板实现对目标产物的物理损毁，从而从根本上实现防止信息泄露的目的。该器件壳体以高分子材料为基材，通过其内部预留的特定通道对气体产物进行定向疏导进而实现不同的功能化响应。该器件能够有效解决芯片自毁方面的应用问题，并提供了一种工艺简单、成本低廉的微型自毁器件的一体化组装成型方法。
12、一种基于3d打印的微型自毁器件的一体化组装成型方法，包括以下步骤：
13、（1）将粘结剂溶解在对应溶剂中，得到粘结剂溶液；
14、（2）称取质量份配比的纳米al粉和亚微米级碱金属盐颗粒；
15、（3）将称量好的纳米颗粒与粘结剂溶液倒入混合皿中，再使用行星微重力混合系统混合均匀，得到纳米铝热剂直写油墨；
16、（4）借助3d打印平台将油墨写入预先打印好的微型自毁器件沟槽之中，在的真空烘箱中干燥，最后进行一体化封装，得到微型自毁器件。
17、优选的，步骤（1）中的所述溶剂为乙酸乙酯或n, n-二甲基甲酰胺，所得粘结剂溶液的质量浓度为10~15%。
18、优选的，步骤（4）中真空干燥条件为50℃、0.8mpa的真空烘箱中干燥24h。
19、所制得器件可在微尺寸下快速释能并实现多功能化瞬态响应，并具有制备工艺简单、成本低廉的特点。
20、与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
21、本发明全程使用增材制造技术独立完成了微含能器件的制造、装填及其一体化成型，通过内部装填的高能纳米铝热剂反应释能来摧毁目标芯片。其内部填充的亚微米级碱金属盐和纳米al颗粒不仅大大增强了热质传输效率，而且在反应时产生的大量气体产物能够促进反应由热传导向热对流转变，从而显著提升反应速率，实现瞬态高压输出，在微型推进、微自毁含能器件上有重要的实用价值和研究意义。
22、本发明制备工艺简单、成本低廉且具有一体化成型的优点，可在1ms内实现定点损毁目标效果。制得的微自毁器件与半导体平台兼容性强，不需要改变芯片内部电路与结构、对特定设备依赖性小，有助于批量化生产。
1.一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，包括含能器件基板和含能器件盖板，所述含能器件基板开设有点火槽（3）和输出槽（2），所述点火槽（3）和输出槽（2）之间连通有传火通道（4）；所述含能器件盖板上开设有电极孔（5），所述电极孔（5）与点火槽（3）的位置相对应；所述含能器件基板和含能器件盖板的边缘均开设有螺栓孔（1），二者通过螺栓连接在一起；
2.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，所述可再生高分子材料为abs、tpu、pva或pla；所述氧化剂为高碘酸钾、高碘酸钠和高氯酸钾中的一种和几种；所述粘结剂替换为羟丙甲基纤维素或硝化棉。
3.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，所述纳米铝热剂各原料的质量份配比为：燃料10~60份，氧化剂40~60份，粘结剂5-10份。
4.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，所述微型自毁器件包括多点式微型自毁器件、双点式微型自毁器件和单点式微型自毁器件。
5.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，所述多点式微型自毁器件的含能器件基板为多点式含能器件基板，多点式含能器件基板为圆板，圆板的中心处开设有点火槽（3），以点火槽（3）为圆心在圆板靠近边缘处均布有多个呈圆形分布的输出槽（2），点火槽（3）与每个输出槽（2）均连通有传火通道（4）。
6.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，所述双点式微型自毁器件含能器件基板为双点式含能器件基板，双点式含能器件基板为矩形板，矩形板的一端开设有点火槽（3），另一端开设有输出槽（2）。
7.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的微型自毁器件，其特征在于，所述单点式微型自毁器件含能器件基板为单点式含能器件基板，单点式含能器件基板为圆板，单点式含能器件基板的点火槽（3）和输出槽（2）为同一个槽，开设在单点式含能器件基板的中心处。
8.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的微型自毁器件的一体化组装成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于3d打印的微型自毁器件的一体化组装成型方法，其特征在于，步骤（1）中的所述溶剂为乙酸乙酯或n, n-二甲基甲酰胺，所得粘结剂溶液的质量浓度为10~15%。
10.根据权利要求8所述的一种基于3d打印的微型自毁器件的一体化组装成型方法，其特征在于，步骤（4）中真空干燥条件为50℃、0.8mpa的真空烘箱中干燥24h。
