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为了解决MEMS火工器件因小型化带来的能量输出不足,进而影响其发火可靠性的问题,研究者考虑将微纳含能材料集成到器件中以提高其点火输出能量,因此具有高输出能量且易与MEMS工艺相兼容的纳米铝热薄膜成为研究热点。目前纳米铝热薄膜通常采用气相沉积以纳米金属氧化物和铝交替多层沉积的形式集成到MEMS系统中,该工艺费时费力、难以按比例逐层沉积,限制了纳米铝热薄膜在MEMS上的应用。本文提出了一种制备纳米铝热薄膜的新方法,即采用微胶球模板法制备三维有序多孔金属氧化物,然后通过磁控溅射在多孔金属氧化物骨架上沉积A1,制备出多孔Fe2O3/Al纳米铝热薄膜。首先采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯微球乳液,通过控制反应条件,制备出表面光滑、分散性良好、粒径大小均一(约280nm)的聚苯乙烯微球。之后通过自然沉降法组装制备出了结构规整的三维有序胶晶球模板。将金属氧化物前驱液填充到模板间隙,以1℃/min的升温速率升至500℃,保温5小时,冷却至温室,得到三维有序多孔Fe203薄膜。采用SEM、TEM、EDS、XRD和氮气吸附-脱附等对其进行表征,多孔Fe203薄膜厚度为微米级,孔径范围130±20nm,骨架厚度为纳米级约30nm, BET比表面积为44.59m2/g,为进一步在多孔氧化铁骨架上沉积Al提供了条件。采用磁控溅射法在多孔Fe203骨架上沉积铝,沉积时间分别为15min、35min、60min、75min时,A1与Fe2O3的摩尔比逐渐增加,依次为0.23、0.50、0.59和0.98。SEM测试结果显示：随着镀铝时间的增加,Fe203/A1复合材料骨架逐渐增厚,孔径逐渐缩小。DSC测试结果表明,Al与Fe203的摩尔比为0.59时,铝热剂的放热量最大,高达2831J.g-1。该条件下DSC测试产物的物相分析显示,A1和Fe203的吸收峰消失,只有Fe单质的特征吸收峰生成,由此可知铝热反应进行的比较完全。另外,由于采用新方法制备的Fe2O3/Al复合材料杂质含量极少,且制得的多孔氧化物骨架能与铝膜在纳米级别紧密结合、空间一致性好,因此单位质量放热量比文献报道的都高。在镍铬桥丝的作用下, Fe2O3/Al复合薄膜正常发火,发生自恃反应,出现刺眼的明亮火焰,在此过程中伴有抛洒现象,整个发火时间超过0.12s。鉴于Fe2O3/Al复合薄膜具有高的能量输出、优良的发火性能及与MEMS兼容的制备工艺,预计其可作为一种理想的点火材料应用于微点火起爆等方面。