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EP1553070A2 - Explosive composition, process for its preparation and use of the explosive composition - Google Patents

Explosive composition, process for its preparation and use of the explosive composition Download PDF

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Publication number
EP1553070A2
EP1553070A2 EP05000026A EP05000026A EP1553070A2 EP 1553070 A2 EP1553070 A2 EP 1553070A2 EP 05000026 A EP05000026 A EP 05000026A EP 05000026 A EP05000026 A EP 05000026A EP 1553070 A2 EP1553070 A2 EP 1553070A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
sulfur
explosive composition
porous
oxidizing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05000026A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Siegfried Dr. Zeuner
Achim Hofmann
Horst Laucht
Andreas Tischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Airbag Germany GmbH
Original Assignee
TRW Airbag Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRW Airbag Systems GmbH filed Critical TRW Airbag Systems GmbH
Publication of EP1553070A2 publication Critical patent/EP1553070A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C9/00Chemical contact igniters; Chemical lighters

Definitions

  • the invention relates to an explosive composition for use in a safety device for vehicles, with a fuel off a micro- or nanostructured porous solid and one at room temperature solid or liquid oxidizing agent.
  • DE 102 04 834 A1 describes a generic explosive Composition wherein the room temperature solid or liquid oxidant is introduced into the pores of the porous fuel and at least 50% by weight from the group of the organic nitro compounds or nitrates, Alkali metal or alkaline earth metal nitrates, metal nitrites, metal chlorates, metal perchlorates, Metal bromates, metal iodates, metal oxides, metal peroxides, ammonium perchlorate, Ammonium nitrate, hydrogen peroxide, hydroxylammonium nitrate is selected.
  • the known composition is particularly suitable for Use as ignition.
  • DE 102 04 895 describes a nanostructured, porous Reactive material consisting of reactive bodies whose cavities are in one Size range from 1 to 1000 nm and are provided with oxidizing agent, wherein the reactive substance consists of mutually independent, protective layer-coated, consists of reactive particles.
  • the reactive bodies can be made of silicon, Boron, aluminum, titanium or zirconium exist.
  • oxidizing agents are used Alkali metal nitrates and alkaline earth metal nitrates and other oxygenated Oxidizing agent proposed.
  • an integrated blasting element or Ignition element which has a base body made of silicon and a having associated reaction region, wherein the reaction region is porous Silicon and an oxidizing agent for silicon.
  • a reagent inorganic or organic compounds which are included in Heating Oxygen, fluorine, chlorine or other oxidizing substances release. Examples are in particular inorganic nitrates and inorganic Called peroxides and other oxygenated salts.
  • the chemical reaction between the oxidizing agent and the porous silicon is by heating triggered by current-carrying conductor tracks.
  • the integrated blasting or Ignition element is intended for use in a microreactor, a micro-booster for course correction of satellites, as ignition element in a gas generator for a belt tensioner or an airbag, or as an initial ignition element for ignition be suitable for explosive charges.
  • oxidizers are hygroscopic and / or form hydrated waters Modifications. As a result, however, the storage stability of the compositions be adversely affected. Also, these oxidizers show only one low solubility in organic solvents or have a high Melting point on. The filling of the porous fuel must therefore in several Steps or under increased safety precautions. Because of the high Viscosity of molten salts is the filling of the pores with oxidizing agent also in this case often incomplete. But this results in difficulties in the exact setting of the ratio between porous fuel and Oxidants. The explosive properties of the compositions thus obtained can therefore vary over a wide range and are therefore only difficult to standardize. A number of the oxidizing agents mentioned in the prior art can not be displayed purely. The in this oxidizing agent Contaminants also affect the explosion behavior the compositions prepared therewith.
  • the invention is based on the object, the above To avoid disadvantages and a cost-effectively manufacturable and in particular for civil applications stable explosive composition provide.
  • this is an explosive composition for Use in a safety device for vehicles, with a fuel from a micro- or nanostructured porous solid and a at Room temperature solid or liquid oxidizing agent proposed characterized in that the oxidizing agent is selected from sulfur, selenium, Tellurium, bromine, iodine, phosphorus and arsenic and mixtures thereof and oxygen-free compounds existing group is selected.
  • the composition according to the invention consists of the fuel and the Oxidant.
  • the oxidizing agents to be used according to the invention show a high level of Bonding energy to silicon and thereby also a sufficiently high heat of explosion. They are also easily evaporable or sublimable and can be therefore good in chemical or physical deposition processes use the gas phase (CVD or PVD method).
  • a number of the invention oxidant to be used is also good in non-polar, volatile organic solvents soluble. These oxidants, like For example, sulfur and iodine dissolve beyond that as well nonpolar solvent carbon dioxide much better than the polar oxygen salts. Therefore, the oxidizing agents to be used in the present invention very easy using supercritical carbon dioxide in the pores of the micro- or nanostructured fuel are introduced. After this Evaporation of the solvent remains residue-free, only the oxidizing agent in the porous structure of the fuel.
  • the said oxidizing agents can thus be much easier in stoichiometric Quantities are introduced into the nanostructured fuel. she thus simultaneously provide a high heat of explosion and a good Handling in the filling of the pores of the nanostructured fuel.
  • the invention further provides a process for the preparation of the explosive composition according to the invention, which is characterized in that the oxidizing agent is dissolved in a solvent and introduced into the pores of the nanostructured fuel.
  • a nonpolar solvent ensures good solubility of the equally non-polar oxidants according to the present invention.
  • the solvent should be able to evaporate without residue from the porous fuel structure.
  • Particularly suitable solvents are supercritical carbon dioxide, carbon disulfide, carbon tetrachloride and aromatic and saturated aliphatic hydrocarbons.
  • solvents having a Reichardt polarity of E T (30) / kcal / mol ⁇ 50 can be used.
  • the micro- or nanostructured fuel is preferably a solid having a sponge-like framework of amorphous, semi-crystalline or crystalline particles having a feature size of between about 2 nm and 1000 nm, and has a porosity (V pores / V sample ) of between 10% and 98 %, preferably between 40 and 80%.
  • the fuel may have a specific surface area of up to 1000 m 2 / cm 3 , preferably between 200 and 1000 m 2 / cm 3 .
  • the structure size or the size and shape of the pores can thereby vary within a wide range.
  • the structure size gives the average Size of the particles from which the fuel is constructed, and is preferred in a range of 2 to 50 nm, more preferably between 2 nm and 10 nm.
  • the pore size is preferably in a range of between 2 nm and 1000 nm.
  • the porous fuel is preferably a semiconductor material, and more particularly preferably from the group consisting of Si, Ge, SiGe, SiC, InP and GaAs selected.
  • the production of micro- or nanostructured porous materials from these substances is described in the scientific literature.
  • Manufacturing processes are particularly suitable chemical or physical Deposition methods, such as electrochemical deposition, CVD, PVD or Sputtering or pressing of nanofine particles. In the case of silicon are these nanofine particles are obtained by slow burning of silane.
  • the fuel is so-called "porous silicon", which is particularly easy by electrochemical etching of silicon in fluoride-containing solutions can be prepared.
  • porous Semiconductor materials e.g. Silicon, allows easy integration into known semiconductor devices using conventional semiconductor process techniques.
  • the porous fuel is at least partially passivated, that is, the inner surface of the fuel is at least partially with Oxygen saturated or otherwise altered so that one to the reaction is increased with the oxidizer to be overcome activation energy.
  • the passivation For example, by heating the fuel in an oxygen-containing Atmosphere or air done. Passivation becomes another Adjustability of the pyrotechnic properties of the invention Composition, such as their ignitability by electrical Discharge or exposure to UV light, possible.
  • This passivation layer can be retrofitted to the porous fuel applied and made of an inert material (e.g., Teflon) consist.
  • the passivation layer can also be obtained by means of thermal, chemical, built physical or electrochemical treatment of the fuel become.
  • a stable passivation layer may e.g. by annealing the porous silicon in air, preferably following the electrochemical etching and before filling the pores with the oxidizer. If the annealing in the Range of between 150 ° C and 300 ° C, preferably at about 200 ° C, is formed after up to about 1600 minutes an oxygen submonolayer of silicon-oxygen bonds (Si-O), which has a higher binding energy than the silicon-hydrogen bonds exhibit.
  • the surface of the silicon nanocrystals consists here after annealing from H-Si-O complexes, since at about 200 ° C of the Hydrogen is retained on the surface of the nanoparticles and oxygen bonded to silicon under the first monolayer.
  • the passivation of the surface of the porous fuel also increases the Long-term stability of the explosive composition, as a temporal Change in the surface properties of the fuel under the influence of Oxidizing agent can no longer occur.
  • the oxidizing agent is preferably wholly or partially of iodine, sulfur or oxygen-free sulfur compounds. These oxidants are in nonpolar organic solvents easily soluble and can be left without residue into the porous fuel structure. They are also opposite non-passivated porous silicon storage stable. For these oxidants Thus, depending on the existing requirements on the production of the above be omitted described passivation layer.
  • the oxidizer and the fuel may be approximately in a stoichiometric Ratio present. Depending on the application, the oxidizer in proportion to the fuel but also over-balanced or under-balanced.
  • the composition of the invention also has a high structural strength because the fuel is present as a solid, forming matrix.
  • the Composition can thus be used as a supporting component in pyrotechnic articles, z. As lighters are used.
  • the from the Semiconductor technology and micromechanics known manufacturing method applicable This provides the opportunity for cost-effective production using of standard components.
  • the full integration of inventive composition in semiconductor circuits allows.
  • the invention thus also relates to the use of the invention Composition as part of a lighter.
  • This lighter may be advantageously integrated in a semiconductor circuit.
  • the lighter may be part of a safety system in vehicles, such as a gas generator for a belt tensioner or a gas bag module be.
  • porous, nanostructured silicon was obtained by electrochemical etching according to the method described in Materials Science and Engineering B 69-70 (2000) 11-22 or Phys. Rev. Lett. (2001), 87, 68 301 et seq.
  • a silicon substrate was connected as an anode in an etching cell and treated in a hydrogen fluoride-containing electrolyte, for example a mixture of equal volume proportions of ethanol and concentrated hydrofluoric acid (50% strength) at an anodization current of between 20 and 70 mA / cm 2 .
  • the porosity of the silicon thus obtained ranged between 40% and 80%.
  • the structure size varied between 2 and 10 nm.
  • the thus-obtained porous silicon was annealed at 200 ° C for 26 hours in air, then impregnated with a saturated solution of sulfur in carbon disulfide and then dried in air. With the help of an electric spark could a strong explosion will be triggered.
  • the composition showed in one Storage test at 104 ° C for 400 hours no significant increase in weight.
  • sulfur for lowering the melting point and / or the viscosity of Sulfur melt can sulfur further additives, such as ethylene glycol or sugar, to be mixed.
  • the filling of the samples with sulfur from the Melting can be done in air or in a vacuum. Furthermore, it is possible the filling of the samples of tempered or untempered porous silicon with sulfur by sublimation in a vacuum chamber or through physical separation of sulfur from the gas phase.
  • the samples filled with molten sulfur from the annealed porous silicon showed an initialization temperature in the range between 239 and 267 ° C.
  • the comparison values determined by DSC measurements of samples of annealed porous silicon, filled with Calcium perchlorate or sodium perchlorate ranged between 185 up to 210 ° C or 208 to 237 ° C.
  • the system is porous silicon / sulfur Use as explosive material.
  • the strength of the explosion can be controlled because the pore volume the amount of oxidant introduced and thus the stoichiometry of the Determines reactants.
  • the oxidation is not spontaneous, but lets For example, trigger targeted by a current pulse.
  • the samples of sulfur-filled porous silicon mechanically and chemically extremely stable and therefore very safe to handle. They let themselves for example, in the wafer process while maintaining full functionality with part of a standard water-cooled wafer saw.
  • composition according to the invention can be used in particular in a lighter of safety equipment for vehicles, for example Gas bag modules or Gurtstraffem be used.
  • lighters can be advantageous with known methods of semiconductor or Silizium processes getting produced.
  • a simple and inexpensive Production with high precision already in the batch process on wafer level possible.

Landscapes

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Abstract

An explosive composition comprises a fuel made from a micro- or nano-structured porous solid and an oxidant made from sulfur, selenium, tellurium, bromine, iodine, phosphorus and/or arsenic and/or their oxygen-free compounds. The oxidant is liquid or solid at room temperature. An independent claim is also included for the production of the explosive composition.

Description

Die Erfindung betrifft eine explosionsfähige Zusammensetzung zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Brennstoff aus einem mikro- oder nanostrukturierten porösen Feststoff und einem bei Raumtemperatur festen oder flüssigen Oxidationsmittel.The invention relates to an explosive composition for use in a safety device for vehicles, with a fuel off a micro- or nanostructured porous solid and one at room temperature solid or liquid oxidizing agent.

Die DE 102 04 834 A1 beschreibt eine gattungsgemäße explosionsfähige Zusammensetzung, bei der das bei Raumtemperatur feste oder flüssige Oxidationsmittel in die Poren des porösen Brennstoffs eingebracht ist und zu wenigstens 50 Gew.-% aus der Gruppe der organischen Nitroverbindungen oder Nitrate, Alkalimetall- oder Erdalkalimetallnitrate, Metallnitrite, Metallchlorate, Metallperchlorate, Metallbromate, Metalljodate, Metalloxide, Metallperoxide, Ammoniumperchlorat, Ammoniumnitrat, Wasserstoffperoxid, Hydroxylammoniumnitrat ausgewählt ist. Die bekannte Zusammensetzung eignet sich insbesondere zur Verwendung als Zündmittel.DE 102 04 834 A1 describes a generic explosive Composition wherein the room temperature solid or liquid oxidant is introduced into the pores of the porous fuel and at least 50% by weight from the group of the organic nitro compounds or nitrates, Alkali metal or alkaline earth metal nitrates, metal nitrites, metal chlorates, metal perchlorates, Metal bromates, metal iodates, metal oxides, metal peroxides, ammonium perchlorate, Ammonium nitrate, hydrogen peroxide, hydroxylammonium nitrate is selected. The known composition is particularly suitable for Use as ignition.

Des weiteren beschreibt die DE 102 04 895 einen nanostrukturierten, porösen Reaktivstoff, der aus Reaktivkörpern besteht, dessen Hohlräume in einem Größenbereich von 1 bis 1000 nm liegen und mit Oxidationsmittel versehen sind, wobei der Reaktivstoff aus voneinander unabhängigen, schutzschichtummantelten, reaktiven Partikeln besteht. Die Reaktivkörper können aus Silizium, Bor, Aluminium, Titan oder Zirkon bestehen. Als Oxidationsmittel werden insbesondere Alkalimetallnitrate und Erdalkalimetallnitrate sowie weitere sauerstoffhaltige Oxidationsmittel vorgeschlagen.Furthermore, DE 102 04 895 describes a nanostructured, porous Reactive material consisting of reactive bodies whose cavities are in one Size range from 1 to 1000 nm and are provided with oxidizing agent, wherein the reactive substance consists of mutually independent, protective layer-coated, consists of reactive particles. The reactive bodies can be made of silicon, Boron, aluminum, titanium or zirconium exist. In particular, oxidizing agents are used Alkali metal nitrates and alkaline earth metal nitrates and other oxygenated Oxidizing agent proposed.

Aus der DE 101 62 413 A1 ist schließlich ein integriertes Sprengelement oder Zündelement bekannt, welches einen Grundkörper aus Silizium und einem diesen zugeordneten Reaktionsbereich aufweist, wobei der Reaktionsbereich poröses Silizium und ein Oxidationsmittel für Silizium aufweist. Als Reaktionsmittel werden anorganische oder organische Verbindungen vorgeschlagen, die bei Erwärmung Sauerstoff, Fluor, Chlor oder andere oxidierende Stoffe freisetzen. Als Beispiele werden insbesondere anorganische Nitrate und anorganische Peroxide sowie weitere sauerstoffhaltige Salze genannt. Die chemische Reaktion zwischen dem Oxidationsmittel und dem porösen Silizium wird durch Erwärmung mittels stromdurchflossenen Leiterbahnen ausgelöst. Das integrierte Spreng- oder Zündelement soll zur Verwendung in einem Mikroreaktor, einem Mikrobooster zur Kurskorrektur von Satelliten, als Zündelement in einem Gasgenerator für einen Gurtstraffer oder einen Airbag, oder als Initialzündelement zur Zündung von Sprengladungen geeignet sein.From DE 101 62 413 A1 finally an integrated blasting element or Ignition element is known, which has a base body made of silicon and a having associated reaction region, wherein the reaction region is porous Silicon and an oxidizing agent for silicon. As a reagent inorganic or organic compounds are proposed which are included in Heating Oxygen, fluorine, chlorine or other oxidizing substances release. Examples are in particular inorganic nitrates and inorganic Called peroxides and other oxygenated salts. The chemical reaction between the oxidizing agent and the porous silicon is by heating triggered by current-carrying conductor tracks. The integrated blasting or Ignition element is intended for use in a microreactor, a micro-booster for course correction of satellites, as ignition element in a gas generator for a belt tensioner or an airbag, or as an initial ignition element for ignition be suitable for explosive charges.

Viele der im Stand der Technik zur Verwendung mit porösem Silizium vorgeschlagenen Oxidatoren sind jedoch hygroskopisch und/oder bilden kristallwasserhaltige Modifikationen aus. Dadurch kann aber die Lagerstabilität der Zusammensetzungen nachteilig beeinflußt werden. Auch zeigen diese Oxidatoren nur eine geringe Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln oder weisen einen hohen Schmelzpunkt auf. Die Befüllung des porösen Brennstoffs muß daher in mehreren Stufen bzw. unter erhöhten Sicherheitsvorkehrungen erfolgen. Wegen der hohen Viskosität der Salzschmelzen ist die Befüllung der Poren mit Oxidationsmittel auch in diesem Fall oft unvollständig. Damit ergeben sich aber Schwierigkeiten bei der genauen Einstellung des Verhältnisses zwischen porösem Brennstoff und Oxidationsmitteln. Die Explosionseigenschaften der so erhaltenen Zusammensetzungen kann daher über einen weiten Bereich variieren und sind daher nur schwer standardisierbar. Eine Reihe der im Stand der Technik genannten Oxidationsmittel können zudem nicht rein dargestellt werden. Die in diesen Oxidationsmittel enthaltenen Fremdstoffe beeinträchtigen ebenfalls das Explosionsverhalten der damit hergestellten Zusammensetzungen.Many of those proposed in the prior art for use with porous silicon However, oxidizers are hygroscopic and / or form hydrated waters Modifications. As a result, however, the storage stability of the compositions be adversely affected. Also, these oxidizers show only one low solubility in organic solvents or have a high Melting point on. The filling of the porous fuel must therefore in several Steps or under increased safety precautions. Because of the high Viscosity of molten salts is the filling of the pores with oxidizing agent also in this case often incomplete. But this results in difficulties in the exact setting of the ratio between porous fuel and Oxidants. The explosive properties of the compositions thus obtained can therefore vary over a wide range and are therefore only difficult to standardize. A number of the oxidizing agents mentioned in the prior art can not be displayed purely. The in this oxidizing agent Contaminants also affect the explosion behavior the compositions prepared therewith.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine kostengünstig herstellbare und insbesondere für zivile Anwendungen einsetzbare stabile explosionsfähige Zusammensetzung bereitzustellen.The invention is based on the object, the above To avoid disadvantages and a cost-effectively manufacturable and in particular for civil applications stable explosive composition provide.

Erfindungsgemäß wird hierzu eine explosionsfähige Zusammensetzung zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Brennstoff aus einem mikro- oder nanostrukturierten porösen Feststoff und einem bei Raumtemperatur festen oder flüssigen Oxidationsmittel vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Oxidationsmittel aus der aus Schwefel, Selen, Tellur, Brom, Jod, Phosphor und Arsen sowie deren Mischungen und sauerstofffreien Verbindungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus dem Brennstoff und dem Oxidationsmittel.According to the invention, this is an explosive composition for Use in a safety device for vehicles, with a fuel from a micro- or nanostructured porous solid and a at Room temperature solid or liquid oxidizing agent proposed characterized in that the oxidizing agent is selected from sulfur, selenium, Tellurium, bromine, iodine, phosphorus and arsenic and mixtures thereof and oxygen-free compounds existing group is selected. Preferably the composition according to the invention consists of the fuel and the Oxidant.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Oxidationsmittel zeigen eine hohe Bindungsenergie zu Silizium und dabei auch eine ausreichend hohe Explosionswärme. Sie sind zudem leicht verdampfbar oder sublimierbar und lassen sich deshalb gut in Verfahren zur chemischen oder physikalischen Abscheidung aus der Gasphase (CVD- oder PVD-Verfahren) einsetzen. Eine Reihe der erfindungsgemäß zu verwendenden Oxidationsmittel ist darüber hinaus gut in unpolaren, leicht flüchtigen organischen Lösungsmitteln löslich. Diese Oxidationsmittel, wie beispielsweise Schwefel und Jod, lösen sich darüber hinaus in dem ebenfalls unpolaren Lösungsmittel Kohlendioxid wesentlich besser als die polaren Sauerstoffsalze. Daher können die erfindungsgemäß zu verwendenden Oxidationsmittel sehr einfach unter Verwendung von überkritischem Kohlendioxid in die Poren des mikro- oder nanostrukturierten Brennstoffs eingebracht werden. Nach dem Abdampfen der Lösungsmittel verbleibt rückstandsfrei nur das Oxidationsmittel in der porösen Struktur des Brennstoffs. The oxidizing agents to be used according to the invention show a high level of Bonding energy to silicon and thereby also a sufficiently high heat of explosion. They are also easily evaporable or sublimable and can be therefore good in chemical or physical deposition processes use the gas phase (CVD or PVD method). A number of the invention oxidant to be used is also good in non-polar, volatile organic solvents soluble. These oxidants, like For example, sulfur and iodine dissolve beyond that as well nonpolar solvent carbon dioxide much better than the polar oxygen salts. Therefore, the oxidizing agents to be used in the present invention very easy using supercritical carbon dioxide in the pores of the micro- or nanostructured fuel are introduced. After this Evaporation of the solvent remains residue-free, only the oxidizing agent in the porous structure of the fuel.

Bei Verwendung von Schwefel als Oxidationsmittel ist aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes von 113°C auch das direkte Einbringen des geschmolzenen Oxidationsmittels in die Poren des mikro- oder nanostrukturierten Brennstoffs ohne Verunreinigungen möglich.When using sulfur as the oxidant is due to the low Melting point of 113 ° C also the direct introduction of the molten Oxidant in the pores of the micro- or nanostructured fuel possible without impurities.

Die genannten Oxidationsmittel können somit wesentlich leichter in stöchiometrischen Mengen in den nanostrukturierten Brennstoff eingebracht werden. Sie gewähren somit gleichzeitig eine hohe Explosionswärme und eine gute Handhabbarkeit bei der Befüllung der Poren des nanostrukturierten Brennstoffs.The said oxidizing agents can thus be much easier in stoichiometric Quantities are introduced into the nanostructured fuel. she thus simultaneously provide a high heat of explosion and a good Handling in the filling of the pores of the nanostructured fuel.

Übliche sauerstoffhaltige und salzartige Oxidationsmittel zeichnen sich außerdem durch mehr oder weniger stark ausgeprägte Hygroskopizität aus. Diese Stoffe erfordern somit einen hohen verfahrenstechnischen Aufwand, da die Gegenwart von Wasser oder Luftfeuchtigkeit sicher ausgeschlossen werden muß. Darüber hinaus müssen die mit diesen Stoffen hergestellten Zusammensetzungen hermetisch verschlossen werden, um die Funktionsfähigkeit über die gesamte Lebensdauer der Struktur von bis zu 15 Jahren sicherzustellen. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Oxidationsmittel, insbesondere des nicht hygroskopischen Schwefels, sind auch diese Nachteile sicher beseitigt.Common oxygen-containing and salt-like oxidants are also distinguished by more or less pronounced hygroscopicity. These substances thus require a high procedural effort, since the present must be excluded safely from water or humidity. About that In addition, the compositions made with these materials must be hermetic be closed to the functionality over the entire life structure of up to 15 years. By use the oxidizing agent according to the invention, in particular of the non-hygroscopic Sulfur, these disadvantages are also safely eliminated.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen explosionsfähigen Zusammensetzung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Oxidationsmittel in einem Lösungsmittel gelöst und in die Poren des nanostrukturierten Brennstoffs eingebracht wird. Insbesondere die Verwendung eines unpolaren Lösungsmittels stellt eine gute Löslichkeit der gleichfalls unpolaren Oxidationsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung sicher. Das Lösungsmittel soll sich ferner rückstandsfrei aus der porösen Brennstoffstruktur verdampfen lassen. Damit ist die Einstellung stöchiometrischer Zusammensetzungen aus Brennstoff und Oxidationsmittel wesentlich erleichtert. Als Lösungsmittel eignen sich insbesondere überkritisches Kohlendioxid, Schwefelkohlenstoff, Tetrachlormethan sowie aromatische und gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe. Allgemein kann davon ausgegangen werden, daß Lösungsmittel mit einer Polarität nach Reichardt von ET (30)/kcal/mol ≥ 50 verwendet werden können.The invention further provides a process for the preparation of the explosive composition according to the invention, which is characterized in that the oxidizing agent is dissolved in a solvent and introduced into the pores of the nanostructured fuel. In particular, the use of a nonpolar solvent ensures good solubility of the equally non-polar oxidants according to the present invention. Furthermore, the solvent should be able to evaporate without residue from the porous fuel structure. Thus, the adjustment of stoichiometric compositions of fuel and oxidant is much easier. Particularly suitable solvents are supercritical carbon dioxide, carbon disulfide, carbon tetrachloride and aromatic and saturated aliphatic hydrocarbons. Generally, it can be considered that solvents having a Reichardt polarity of E T (30) / kcal / mol ≥ 50 can be used.

Der mikro- oder nanostrukturierte Brennstoff ist vorzugsweise ein Festkörper mit einem schwammartigen Gerüst aus amorphen, teilkristallinen oder kristallinen Partikeln mit einer Strukturgröße von zwischen etwa 2 nm und 1000 nm, und weist eine Porosität (VPoren/VProbe) von zwischen 10 % und 98 %, bevorzugt zwischen 40 und 80% auf. Der Brennstoff kann eine spezifische Oberfläche von bis zu 1000 m2/cm3 , bevorzugt zwischen 200 und 1000 m2/cm3 aufweisen.The micro- or nanostructured fuel is preferably a solid having a sponge-like framework of amorphous, semi-crystalline or crystalline particles having a feature size of between about 2 nm and 1000 nm, and has a porosity (V pores / V sample ) of between 10% and 98 %, preferably between 40 and 80%. The fuel may have a specific surface area of up to 1000 m 2 / cm 3 , preferably between 200 and 1000 m 2 / cm 3 .

Die Strukturgröße bzw. die Größe und die Gestalt der Poren, lassen sich dabei in einem weiten Bereich variieren. Die Strukturgröße gibt die durchschnittliche Größe der Partikel an, aus denen der Brennstoff aufgebaut ist, und liegt bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 50 nm, besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 10 nm. Die Porengröße liegt bevorzugt in einem Bereich von zwischen 2 nm und 1000 nm.The structure size or the size and shape of the pores, can thereby vary within a wide range. The structure size gives the average Size of the particles from which the fuel is constructed, and is preferred in a range of 2 to 50 nm, more preferably between 2 nm and 10 nm. The pore size is preferably in a range of between 2 nm and 1000 nm.

Der poröse Brennstoff ist vorzugsweise ein Halbleitermaterial, und besonders bevorzugt aus der aus Si, Ge, SiGe, SiC, InP und GaAs bestehenden Gruppe ausgewählt. Die Herstellung von mikro- oder nanostrukturierten porösen Materialien aus diesen Stoffen ist in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben. Als Herstellungsverfahren eignen sich insbesondere chemische oder physikalische Abscheidungsverfahren, wie elektrochemische Abscheidung, CVD, PVD oder Sputtern oder das Verpressen nanofeiner Partikel. Im Falle von Silizium sind diese nanofeinen Partikel durch langsames Verbrennen von Silan erhältlich.The porous fuel is preferably a semiconductor material, and more particularly preferably from the group consisting of Si, Ge, SiGe, SiC, InP and GaAs selected. The production of micro- or nanostructured porous materials from these substances is described in the scientific literature. When Manufacturing processes are particularly suitable chemical or physical Deposition methods, such as electrochemical deposition, CVD, PVD or Sputtering or pressing of nanofine particles. In the case of silicon are these nanofine particles are obtained by slow burning of silane.

Besonders bevorzugt ist der Brennstoff sogenanntes "poröses Silizium", welches besonders einfach durch elektrochemisches Ätzen von Silizium in fluoridhaltigen Lösungen hergestellt werden kann. Die Verwendung von porösen Halbleitermaterialien, z.B. Silizium, ermöglicht die einfache Integration in bekannte Halbleiterbauteile unter Verwendung üblicher Halbleiterprozeßtechniken. Particularly preferably, the fuel is so-called "porous silicon", which is particularly easy by electrochemical etching of silicon in fluoride-containing solutions can be prepared. The use of porous Semiconductor materials, e.g. Silicon, allows easy integration into known semiconductor devices using conventional semiconductor process techniques.

In vorteilhafter Weise ist der poröse Brennstoff wenigstens teilweise passiviert, das heißt die innere Oberfläche des Brennstoffs ist wenigstens zum Teil mit Sauerstoff abgesättigt oder in anderer Weise so verändert, daß eine zur Reaktion mit dem Oxidator zu überwindende Aktivierungsenergie erhöht ist. Die Passivierung kann beispielsweise durch Erwärmen des Brennstoffs in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oder Luft erfolgen. Durch die Passivierung wird eine weitere Einstellbarkeit der pyrotechnischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wie beispielsweise deren Anzündbarkeit durch elektrische Entladung oder Einwirkung von UV-Licht, möglich.Advantageously, the porous fuel is at least partially passivated, that is, the inner surface of the fuel is at least partially with Oxygen saturated or otherwise altered so that one to the reaction is increased with the oxidizer to be overcome activation energy. The passivation For example, by heating the fuel in an oxygen-containing Atmosphere or air done. Passivation becomes another Adjustability of the pyrotechnic properties of the invention Composition, such as their ignitability by electrical Discharge or exposure to UV light, possible.

Da die chemische Reaktion des porösen Brennstoffes von der Oberfläche aus erfolgt, kann mittels einer weniger reaktiven Schutzschicht auf der Oberfläche der Nanopartikel die für das Zünden des Brennstoffs zu überwindende Aktivierungsenergie erhöht werden. Diese Passivierungsschicht kann nachträglich auf den porösen Brennstoff aufgebracht und aus einem inerten Material (z.B. Teflon) bestehen. Die Passivierungsschicht kann auch mittels thermischer, chemischer, physikalischer bzw. elektrochemischer Behandlung des Brennstoffes aufgebaut werden.Because the chemical reaction of the porous fuel from the surface can be done by means of a less reactive protective layer on the surface of Nanoparticles the activation energy to overcome for the ignition of the fuel increase. This passivation layer can be retrofitted to the porous fuel applied and made of an inert material (e.g., Teflon) consist. The passivation layer can also be obtained by means of thermal, chemical, built physical or electrochemical treatment of the fuel become.

Eine stabile Passivierungsschicht kann z.B. durch Tempern des porösen Siliziums in Luft, vorzugsweise im Anschluß an das elektrochemische Ätzen und vor dem Füllen der Poren mit dem Oxidator, gebildet werden. Erfolgt das Tempern im Bereich von zwischen 150°C und 300°C, bevorzugt bei etwa 200°C, bildet sich nach bis zu ca. 1600 Minuten eine Sauerstoff-Submonolage aus Silizium-Sauerstoff-Bindungen (Si-O), welche eine höhere Bindungsenergie als die Silizium-Wasserstoff-Bindungen aufweisen. Die Oberfläche der Siliziumnanokristalle besteht hier nach dem Tempern aus H-Si-O- Komplexen, da bei etwa 200°C der Wasserstoff an der Oberfläche der Nanopartikel erhalten bleibt und Sauerstoff unter der ersten Monolage an Silizium gebunden wird. Wird das Tempern bei Temperaturen über etwa 300°C durchgeführt (z.B. 700°C, 30 Sekunden), wird der Wasserstoff von der Oberfläche der Nanopartikel abgetrieben und es bilden sich Schichten aus "reinen" Si-O-Bindungen. Derart getemperte und mit Oxidationsmittel gefüllte Proben sind extrem stabil und handhabungssicher, können aber dennoch mittels einer plötzlichen Erwärmung zur Explosion gebracht werden.A stable passivation layer may e.g. by annealing the porous silicon in air, preferably following the electrochemical etching and before filling the pores with the oxidizer. If the annealing in the Range of between 150 ° C and 300 ° C, preferably at about 200 ° C, is formed after up to about 1600 minutes an oxygen submonolayer of silicon-oxygen bonds (Si-O), which has a higher binding energy than the silicon-hydrogen bonds exhibit. The surface of the silicon nanocrystals consists here after annealing from H-Si-O complexes, since at about 200 ° C of the Hydrogen is retained on the surface of the nanoparticles and oxygen bonded to silicon under the first monolayer. Will the annealing at Temperatures above about 300 ° C are performed (e.g., 700 ° C, 30 seconds) Hydrogen is driven off the surface of the nanoparticles and it forms Layers of "pure" Si-O bonds. So tempered and with oxidizing agent filled samples are extremely stable and handling safe, but can nevertheless be exploded by means of a sudden warming.

Die Passivierung der Oberfläche des porösen Brennstoffs erhöht auch die Langzeitstabilität der explosionsfähigen Zusammensetzung, da eine zeitliche Änderung der Oberflächeneigenschaften des Brennstoffs unter Einfluß des Oxidationsmittels nicht mehr eintreten kann.The passivation of the surface of the porous fuel also increases the Long-term stability of the explosive composition, as a temporal Change in the surface properties of the fuel under the influence of Oxidizing agent can no longer occur.

Das Oxidationsmittel besteht bevorzugt ganz oder teilweise aus Jod, Schwefel oder sauerstofffreien Schwefelverbindungen. Diese Oxidationsmittel sind in unpolaren organischen Lösungsmitteln leicht löslich und lassen sich rückstandsfrei in die poröse Brennstoffstruktur einbringen. Sie sind zudem auch gegenüber nicht-passiviertem porösen Silizium lagerstabil. Bei diesen Oxidationsmitteln kann somit je nach den bestehenden Anforderungen auf die Erzeugung der oben beschriebenen Passivierungsschicht verzichtet werden.The oxidizing agent is preferably wholly or partially of iodine, sulfur or oxygen-free sulfur compounds. These oxidants are in nonpolar organic solvents easily soluble and can be left without residue into the porous fuel structure. They are also opposite non-passivated porous silicon storage stable. For these oxidants Thus, depending on the existing requirements on the production of the above be omitted described passivation layer.

Der Oxidator und der Brennstoff können etwa in einem stöchiometrischen Verhältnis vorliegen. Je nach Anwendungszweck kann der Oxidator im Verhältnis zum Brennstoff aber auch überbilanziert oder unterbilanziert sein.The oxidizer and the fuel may be approximately in a stoichiometric Ratio present. Depending on the application, the oxidizer in proportion to the fuel but also over-balanced or under-balanced.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist zudem eine hohe Strukturfestigkeit auf, da der Brennstoff als feste, formgebende Matrix vorliegt. Die Zusammensetzung kann somit als tragendes Bauteil in pyrotechnischen Gegenständen, z. B. Anzündern, verwendet werden. Außerdem sind die aus der Halbleitertechnik und Mikromechanik bekannten Herstellungsverfahren anwendbar. Damit besteht die Möglichkeit zu kostengünstiger Produktion unter Verwendung von Standardbauteilen. Insbesondere wird die vollständige Integration der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Halbleiterschaltkreise ermöglicht.The composition of the invention also has a high structural strength because the fuel is present as a solid, forming matrix. The Composition can thus be used as a supporting component in pyrotechnic articles, z. As lighters are used. In addition, the from the Semiconductor technology and micromechanics known manufacturing method applicable. This provides the opportunity for cost-effective production using of standard components. In particular, the full integration of inventive composition in semiconductor circuits allows.

Gegenstand der Erfindung sind somit auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Bestandteil eines Anzünders. Dieser Anzünder kann in vorteilhafter Weise in einem Halbleiterschaltkreis integriert sein. Insbesondere kann der Anzünder Bestandteil eines Sicherheitssystems in Fahrzeugen, wie beispielsweise eines Gasgenerators für einen Gurtstraffer oder ein Gassackmodul sein.The invention thus also relates to the use of the invention Composition as part of a lighter. This lighter may be advantageously integrated in a semiconductor circuit. Especially the lighter may be part of a safety system in vehicles, such as a gas generator for a belt tensioner or a gas bag module be.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of a preferred embodiment.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen explosionsfähigen Zusammensetzung wurde zunächst poröses, nanostrukturiertes Silizium durch elektrochemisches Ätzen gemäß dem in Materials Science and Engineering B 69 ― 70 (2000) 11 ― 22 oder Phys. Rev. Lett. (2001), 87, 68 301 ff., beschriebenen Verfahren bereitgestellt. Hierzu wurde ein Siliziumsubstrat in einer Ätzzelle als Anode geschaltet und in einem fluorwasserstoffhaltigen Elektrolyten, beispielsweise einem Gemisch aus gleichen Volumenanteilen von Ethanol und konzentrierter Fluorwasserstoffsäure (50 %ig) bei einem Anodisierungsstrom von zwischen 20 und 70 mA/cm2 behandelt. Die Porosität des so erhaltenen Siliziums lag im Bereich zwischen 40 % und 80 %. Die Strukturgröße variierte zwischen 2 und 10 nm.For the preparation of the explosive composition according to the invention, initially porous, nanostructured silicon was obtained by electrochemical etching according to the method described in Materials Science and Engineering B 69-70 (2000) 11-22 or Phys. Rev. Lett. (2001), 87, 68 301 et seq. For this purpose, a silicon substrate was connected as an anode in an etching cell and treated in a hydrogen fluoride-containing electrolyte, for example a mixture of equal volume proportions of ethanol and concentrated hydrofluoric acid (50% strength) at an anodization current of between 20 and 70 mA / cm 2 . The porosity of the silicon thus obtained ranged between 40% and 80%. The structure size varied between 2 and 10 nm.

Das so erhaltene poröse Silizium wurde 26 h bei 200 °C an Luft getempert, dann mit einer gesättigten Lösung von Schwefel in Schwefelkohlenstoff getränkt und anschließend an Luft getrocknet. Mit Hilfe eines elektrischen Funkens konnte eine starke Explosion ausgelöst werden. Die Zusammensetzung zeigte in einem Lagerversuch bei 104 °C über 400 Stunden keine wesentliche Gewichtszunahme.The thus-obtained porous silicon was annealed at 200 ° C for 26 hours in air, then impregnated with a saturated solution of sulfur in carbon disulfide and then dried in air. With the help of an electric spark could a strong explosion will be triggered. The composition showed in one Storage test at 104 ° C for 400 hours no significant increase in weight.

In weiteren Versuchen wurden getemperte und ungetemperte Proben des porösen Siliziums mit Schwefel aus der Schmelze befüllt. Der Schwefel wurde in festem Zustand auf die Probe aus porösem Silizium aufgebracht und die Probe wurde mit einer Heizplatte auf etwa 125 ± 5 °C unter Bildung von geschmolzenem Schwefel erwärmt. Der geschmolzene Schwefel wurde etwa 30 Sekunden auf der Probe belassen, wobei der Schwefel in die Poren des porösen Siliziums eindrang. Danach wurde der überschüssige Schwefel vom Probenkörper entfernt. Auf diese Weise konnten durch gravimetrische Messungen ermittelte Füllgrade von über 90% erreicht werden. In further experiments, tempered and untempered samples of the porous silicon filled with sulfur from the melt. The sulfur was in solid state applied to the sample of porous silicon and the sample was heated to about 125 ± 5 ° C with a hot plate warmed up with molten sulfur. The molten sulfur became about Leave on the sample for 30 seconds, leaving the sulfur in the pores of the porous Silicon penetrated. Thereafter, the excess sulfur from the specimen away. In this way could be determined by gravimetric measurements Filling levels of over 90% can be achieved.

Zur Erniedrigung des Schmelzpunktes und/oder der Viskosität der Schwefelschmelze können dem Schwefel weitere Zusatzstoffe, wie Ethylenglykol oder Zucker, beigemischt werden. Die Befüllung der Proben mit Schwefel aus der Schmelze kann an Luft oder im Vakuum erfolgen. Des weiteren ist es möglich, die Befüllung der Proben aus getempertem oder ungetempertem porösem Silizium mit Schwefel durch Sublimation in einer Vakuumkammer oder durch physikalische Abscheidung von Schwefel aus der Gasphase durchzuführen.For lowering the melting point and / or the viscosity of Sulfur melt can sulfur further additives, such as ethylene glycol or sugar, to be mixed. The filling of the samples with sulfur from the Melting can be done in air or in a vacuum. Furthermore, it is possible the filling of the samples of tempered or untempered porous silicon with sulfur by sublimation in a vacuum chamber or through physical separation of sulfur from the gas phase.

Alle so hergestellten, mit Schwefel gefüllten Proben des porösen Siliziums konnten durch schnelles Erwärmen auf einer Heizplatte oder mittels einer elektrisch erhitzten Zündbrücke zur Explosion gebracht werden.All sulfur-filled samples of porous silicon thus prepared could by rapid heating on a hot plate or by means of a electrically heated ignition bridge to be exploded.

Die unter Verwendung von geschmolzenem Schwefel gefüllten Proben des getemperten porösen Siliziums zeigten eine Initialisierungstemperatur im Bereich von zwischen 239 und 267 °C. Die über DSC-Messungen bestimmten Vergleichswerte von Proben aus getempertem porösem Silizium, gefüllt mit Kalziumperchlorat oder Natriumperchlorat, lagen im Bereich von zwischen 185 bis 210°C bzw. 208 bis 237 °C.The samples filled with molten sulfur from the annealed porous silicon showed an initialization temperature in the range between 239 and 267 ° C. The comparison values determined by DSC measurements of samples of annealed porous silicon, filled with Calcium perchlorate or sodium perchlorate ranged between 185 up to 210 ° C or 208 to 237 ° C.

Die Ergebnisse zeigen, daß sich das System poröses Silizium/Schwefel zur Verwendung als explosionsfähiges Material eignet. Über die Porosität des porösen Siliziums kann die Stärke der Explosion gesteuert werden, da das Porenvolumen die Menge des eingebrachten Oxidationsmittels und damit die Stöchiometrie der Reaktionspartner festlegt. Die Oxidation erfolgt jedoch nicht spontan, sondern läßt sich beispielsweise durch einen Stromimpuls gezielt auslösen. Des weiteren sind die Proben aus mit Schwefel gefülltem porösen Silizium mechanisch und chemisch äußerst stabil und daher sehr handhabungssicher. Sie lassen sich beispielsweise im Waferprozess unter Erhaltung der vollen Funktionsfähigkeit mit einer üblichen wassergekühlten Wafersäge zerteilen.The results show that the system is porous silicon / sulfur Use as explosive material. About the porosity of the porous Silicon, the strength of the explosion can be controlled because the pore volume the amount of oxidant introduced and thus the stoichiometry of the Determines reactants. The oxidation is not spontaneous, but lets For example, trigger targeted by a current pulse. Furthermore are the samples of sulfur-filled porous silicon mechanically and chemically extremely stable and therefore very safe to handle. They let themselves for example, in the wafer process while maintaining full functionality with part of a standard water-cooled wafer saw.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann insbesondere in einem Anzünder von sicherheitstechnischen Einrichtungen für Fahrzeuge, beispielsweise Gassackmodulen oder Gurtstraffem, verwendet werden. Derartige Anzünder können vorteilhaft mit bekannten Verfahren der Halbleiter- bzw. Siliziumprozesstechnik hergestellt werden. Insbesondere ist eine einfache und kostengünstige Herstellung mit hoher Präzision bereits im Batchprozess auf Waferebene möglich.The composition according to the invention can be used in particular in a lighter of safety equipment for vehicles, for example Gas bag modules or Gurtstraffem be used. Such lighters can be advantageous with known methods of semiconductor or Siliziumprozesstechnik getting produced. In particular, a simple and inexpensive Production with high precision already in the batch process on wafer level possible.

Claims (11)

Explosionsfähige Zusammensetzung zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Brennstoff aus einem mikro- oder nanostrukturierten porösen Feststoff und einem bei Raumtemperatur festen oder flüssigen Oxidationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel aus der aus Schwefel, Selen, Tellur, Brom, Jod, Phosphor und Arsen sowie deren Mischungen und sauerstofffreien Verbindungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.An explosive composition for use in a vehicle safety device comprising a fuel of a microporous or nanostructured porous solid and an oxidant solid or liquid at room temperature, characterized in that the oxidizing agent is selected from sulfur, selenium, tellurium, bromine, iodine, phosphorus and arsenic and mixtures thereof and oxygen-free compounds. Explosionsfähige Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel Jod, Schwefel oder eine sauerstofffreie Schwefelverbindung ist.Explosive composition according to claim 1, characterized in that the oxidizing agent is iodine, sulfur or an oxygen-free sulfur compound. Explosionsfähige Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff poröses Silizium ist.Explosive composition according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel is porous silicon. Verfahren zur Herstellung der explosionsfähigen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel in einem Lösungsmittel gelöst und in die Poren des nanostrukturierten Brennstoffs eingebracht wird.Process for preparing the explosive composition according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the oxidizing agent is dissolved in a solvent and introduced into the pores of the nanostructured fuel. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß überkritisches Kohlendioxid als Lösungsmittel verwendet wird.Process according to claim 4, characterized in that supercritical carbon dioxide is used as solvent. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefelkohlenstoff als Lösungsmittel verwendet wird.Process according to Claim 4, characterized in that carbon disulfide is used as the solvent. Verfahren zur Herstellung einer explosionsfähigen Zusammensetzung mit einem Brennstoff aus einem mikrostrukturierten oder nanoporösen Feststoff und Schwefel als Oxidationsmittel, welches die folgenden Schritte umfaßt: Bereitstellen des porösen Brennstoffs; und Einbringen des Schwefels in die Poren des porösen Brennstoffs aus der Schmelze. Process for the preparation of an explosive composition with a fuel of a microstructured or nanoporous solid and sulfur as oxidizing agent, comprising the following steps: Providing the porous fuel; and Introducing the sulfur into the pores of the porous fuel from the melt. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefel unter Bildung der Schmelze auf 125 ± 5 °C erwärmt wird.Process according to claim 7, characterized in that the sulfur is heated to 125 ± 5 ° C to form the melt. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff durch anodisches Ätzen von Silizium in fluoridhaltiger Lösung unter Bildung von porösem Silizium erhalten wird.Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that the fuel is obtained by anodic etching of silicon in fluoride-containing solution to form porous silicon. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Brennstoff vor dem Einbringen des Oxidators in die Poren passiviert wird.Method according to one of claims 4 to 9, characterized in that the porous fuel is passivated before introducing the oxidizer into the pores. Verwendung der explosionsfähigen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Anzünder zur Aktivierung einer Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen.Use of the explosive composition according to any one of Claims 1 to 3 in a lighter for activating a safety device in vehicles.
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