含能材料通常由氧化剂、燃料与功能添加剂组成，在外界能量刺激下可快速燃烧并释放大量反应热，具有极高的能量释放速率与体积能量密度。将含能材料与点火桥芯片集成制备含能发火件，可利用其化学反应弥补点火桥点火能力的不足，从而降低点火桥功耗。实现含能材料与换能元集成的工艺主要包括磁控溅射、静电喷射与 3D 打印增材制造：磁控溅射可精确控制结构组成，但沉积薄膜厚度多在 10 μm 以下且需额外光刻工艺；静电喷射可厚膜沉积，但仍需掩膜成形；3D 打印则适于快速、低成本地制作图形与复杂药柱。
本文基于油墨直写技术制备含能 NiCr 桥，将含能油墨在 NiCr 桥换能元上集成，在不改变其输出能力的前提下降低功耗，并设计间隙点火实验验证非接触式点火能力，为智能化弹药用含能点火器提供实验与技术支撑。
含能油墨主体由 Al/CuO 纳米铝热剂组成，硝化棉（NC）作为含能粘结剂，乙酸丁酯作为溶剂。考虑 Al 粉有效铝质量分数约 68%，配方设计 NC 固体质量分数 2.5%、乙酸丁酯溶剂、固定固体质量浓度 200 mg/mL：先将 15 mg NC 溶于 3 mL 乙酸丁酯磁力搅拌 1 h 形成 NC 溶液，再依次加入 128.1 mg 纳米 Al 粉与 456.9 mg CuO，500 W、40 kHz 超声 1 h 使团聚颗粒充分分散，最后磁力搅拌 6 h 形成混合均匀的含能油墨。
热分析显示，180–220 ℃ 区间为 NC 热分解放热，500–630 ℃ 区间为纳米 Al 与 CuO 的反应放热；普通混合 Al/CuO 无 NC 放热峰。对 DSC 放热峰积分表明，NC 质量分数 2.5% 时通过适量粘结作用促进纳米 Al 与 CuO 紧密结合，含能油墨放热量达 1179.5 J·g⁻¹，高于 Al/CuO 的 730.9 J·g⁻¹，能量输出提高 61.4%。这说明 NC 不仅作为粘结剂，其分解产物还促进了铝热反应的能量释放。
图1（对应原文 Fig.1）：含能油墨制备过程，NC 先溶于乙酸丁酯，再加入 Al/CuO 纳米颗粒经超声与磁力搅拌形成均匀悬浮液。
图2（对应原文 Fig.2）：含能油墨 DSC 曲线，含 NC 体系的能量输出较普通 Al/CuO 提高 61.4%。
镍铬桥膜采用 MEMS 加工工艺制备：先在 Al₂O₃ 陶瓷基底上磁控溅射沉积 1.3 μm 镍铬合金薄膜，经光刻、显影后电镀 1 μm 金焊盘；再次光刻、显影与湿法刻蚀将点火桥形状转移至基底并完成焊盘成形，最后激光划片得到单个镍铬薄膜点火桥。桥型为中间 60° V 形尖角，桥区尺寸 1 mm（长）× 0.35 mm（宽），实测换能元电阻平均值 0.948 Ω、标准偏差 0.012 Ω，工艺一致性良好。桥膜经环氧树脂胶固定、硅铝丝键合并以导电银浆包覆后，封装于陶瓷塞。
油墨含能 NiCr 桥的制备以含能油墨直写为核心：将油墨装入针管，设定点胶机气动压强与 3D 打印机运动路径，油墨经针孔打印至 NiCr 桥表面，通过压强与路径精确控制打印量；随后 80 ℃ 烘干 2 h 使溶剂挥发。成品显示含能油墨完全覆盖 NiCr 桥表面，表明 3D 打印可便捷实现含能油墨与 NiCr 桥的集成。
图3（对应原文 Fig.3）：NiCr 桥（a）工艺流程与（b）实物样品，中间 60° V 形桥区，尺寸 1 mm × 0.35 mm。
图4（对应原文 Fig.4）：含能油墨在 NiCr 桥上打印示意图，通过针管挤出与运动路径控制打印量。
图5（对应原文 Fig.5）：制备完成的油墨含能 NiCr 桥，含能油墨完全覆盖桥区表面。
在 24 V/100 μF 电容放电条件下对油墨含能 NiCr 桥进行电爆实验。电爆 U-I 曲线显示，装药量 0.2 mg 时 NiCr 桥即可成功引燃含能油墨，临界爆发时间为 17–20.25 μs，发火时间为 1.98–2.64 ms。电爆发火图像表明，含能 NiCr 桥的电爆火焰高度可达 11 mm，说明 NiCr 桥能够可靠点着含能油墨，且输出火焰远超裸桥本身。
图6（对应原文 Fig.7）：油墨含能 NiCr 桥电爆发火图，火焰高度可达 11 mm，证明换能元可靠引燃含能油墨。
间隙点火实验以玻璃垫片设定间隙，对 B/KNO₃ 药片进行点火。对照实验表明，无装药的纯 NiCr 桥在 24 V/100 μF 下均不能点燃 B/KNO₃。油墨含能 NiCr 桥的间隙点火结果显示：装药量较小（0.2 mg）时点火不稳定、难以发火；装药量达 2.9 mg 时燃烧状况良好，在 5 mm 间隙下即可点燃 B/KNO₃ 装药。这说明足够的装药量是油墨含能 NiCr 桥稳定发火的必要条件，也印证在 NiCr 桥上添加一层含能油墨可有效增强其点火能力。
为进一步验证，研究制作了基于油墨含能 NiCr 桥的工程电雷管，在 24 V/100 μF、1 mm 间隙条件下起爆硝酸肼镍雷管，多次试验均成功发火。综合来看，含能油墨的引入显著增强了 NiCr 桥的点火起爆能力，使其具备非接触式间隙点火与雷管起爆的工程潜力。
图7（对应原文 Fig.8）：间隙点火（a）装置与（b）发火图，2.9 mg 装药在 5 mm 间隙点燃 B/KNO₃、1 mm 间隙起爆硝酸肼镍雷管。
本文以 Al/CuO 纳米铝热剂为主体、硝化棉为粘结剂制备含能油墨，经油墨直写集成到 NiCr 桥换能元。结果表明，NC 的引入使含能油墨放热量由 730.9 J·g⁻¹ 提升至 1179.5 J·g⁻¹（提高 61.4%）；油墨含能 NiCr 桥电爆火焰高度达 11 mm，在 2.9 mg 装药、5 mm 间隙下可点燃 B/KNO₃，并在 1 mm 间隙下成功起爆硝酸肼镍雷管，验证了含能油墨对 NiCr 桥点火起爆能力的增强作用。
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