研究团队开发的 HMX 基爆炸墨水专为微细 DIW 打印设计：
（1）纳米化 HMX 晶体。溶剂-非溶剂重结晶法制备，平均粒径 200–500 nm，增大比表面积以提高反应活性并减小堵塞风险。
（2）硝化纤维素（NC）凝胶粘结相。NC 自身含能（氮含量 >12%），兼具粘结和辅助产气功能，不稀释整体能量密度；形成的凝胶网络提供必要触变结构。
（3）低沸点溶剂载体。沸点 <100 ℃，打印后数秒至数十秒内快速挥发形成干态含能薄膜，特别适合 MEMS 芯片上"写入式"装药。
图 1 基于 HMX 的炸药墨水制备与打印示意图。
采用深反应离子刻蚀（DRIE）在双面抛光硅片上加工测试芯片：通道宽度 100–800 μm，深度 200 或 400 μm，长度 5–20 mm，入口集成微火花隙起爆单元，阳极键合玻璃盖片密封并提供光学观测窗口。爆炸墨水通过气压驱动微注射系统注入填充干燥后形成连续装药柱。高速摄像机（>10⁷ fps）配合显微镜头记录爆轰波传播过程。
图2 原材料及打印样品的微观形貌结果。
核心发现：爆轰传递存在明确且可量化的尺寸阈值。
临界宽度：对于 200 μm 深度矩形通道，HMX 爆炸墨水的临界传递宽度 ≈ 180 ± 20 μm。≥300 μm 时稳定自持爆轰（D ≈ 6800–7200 m/s）；<180 μm 时衰减为燃烧或熄灭。该值偏高的原因：（1）纳米化增大了散热损失；（2）聚合物相能量稀释；（3）硅基底高导热性加剧侧向散热。
深宽比影响：较大深宽比有利于爆轰传递——深度从 200→400 μm 时同宽度下临界阈值降低约 25%（散热周长/截面积比降低）。
弯曲通道：90° 弯头处爆轰速度瞬态降幅达 15%–30%，经 2–3 倍通道宽度距离后恢复。建议 R ≥ 3W。
图3 原料 HMX、亚微米 HMX 以及 HMX 炸药墨水的 XRD 图谱。
高速纹影摄影首次捕捉到微通道内爆轰波的胞格结构：波阵面呈现周期性前沿凸起（三波点轨迹投影），胞格尺寸约 100–300 μm（远小于宏观 mm 量级）；胞格尺寸随通道宽度减小而缩小（边界约束压缩效应）；接近临界宽度时胞格结构不规则或消失，对应稳定→不稳定爆轰转变。这些观测为微尺度爆轰数值模拟提供了宝贵的实验验证数据。
图4 打印样品爆速测试前后工件的光学图像。
建立了微尺度爆轰传递半经验判据模型：
Deff/DCJ = f(Pe, Ar, Eloss/Q)
其中 Pe 为佩克莱数，Ar 为深宽比，Eloss/Q 为相对能量损失比。模型在实验参数范围内吻合度 >90%。提炼出四条工程化准则：
图5 打印样品临界爆轰厚度测试前后工件的光学图像。
图6 打印样品爆轰拐角传爆测试前后工件的光学图像。
本研究在微尺度爆轰传递方向取得三项实质性进展：开发了适用于微细 DIW 的 HMX 基爆炸墨水并系统表征其流变与安全特性；通过精密加工硅基微通道芯片首次定量测量了微尺度爆轰传递临界尺寸效应；建立了具有工程实用价值的半经验预测模型和四条设计准则。该工作为 MEMS 引信系统中微装药链的设计提供了必要的实验依据和理论工具。
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