新型含能材料的研究进展

介绍了高能量密度化合物、分子间亚稳态物质、纳米结构材料等新型含能材料的研究概况以及HM X球形化和纳米结构含能复合材料方面的研究进展。研究证实,高能低感炸药得到长足发展和广泛应用,非CHNO类高能量密度材料仍处于理论探索阶段,不敏感弹药主装药中现有单质高能炸药的晶体品质得到很大提高,纳米多孔硅/硝酸盐复合材料具有较强的爆炸性质,是一类值得关注的新型含能材料。研究也获得了装填RDX纳米线的碳纳米管有序阵列,建议在新型复合含能材料方面展开广泛深入的研究。     

纳米复合含能材料的研究进展

综述了纳米复合含能材料的研究进展,通过对不同种纳米复合含能材料的制备工艺、力学性能、化学性能的分析,说明纳米复合含能材料能有效地降低炸药的感度,提高力学性能、安全性能和稳定性,改善其表面形貌、流散性和包覆效果。同时指出了纳米复合含能材料在制作工艺、应用推广、技术支持上存在不足;对其稳定性、相容性、性能表征和反应机理等方面的研究有待进一步探索。     

Progress in Preparation of Energetic Nano-composites by Sol-gel Method

纳米复合含能材料因其特有的结构而具有新的性能,已成为含能领域的研究热点。简要介绍了溶胶凝胶法的作用机理及其优点。综述了用溶胶凝胶法制备出的几大类纳米复合含能材料及其研究进展,最后展望了纳米复合含能材料的潜在应用前景。     

溶胶-凝胶法制备纳米复合含能材料及其研究进展

纳米复合含能材料因其特有的结构而具有新的性能,已成为含能领域的研究热点。简要介绍了溶胶凝胶法的作用机理及其优点。综述了用溶胶凝胶法制备出的几大类纳米复合含能材料及其研究进展,最后展望了纳米复合含能材料的潜在应用前景。     

纳米多孔硅的制备及其性能研究

采用sol-gel法制备了SiO2气凝胶,再利用镁热还原反应制备出纳米多孔硅,并与高氯酸钠复合制备出纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料.通过X射线衍射仪、扫描/透射电镜、X-ray能谱仪、比表面积测试仪对纳米多孔硅的成分和结构进行了表征.用热重分析仪和高速摄影机测试了纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料的热性能及爆炸性能.结果表明,在低温(≤650℃)下,通过调节温度,可以制备出不同晶态的纳米多孔硅,其具有三维无规则网络的海绵状介孔结构,孔径均一,孔径大小约10 nm,比表面积高达820.7 m2/g.在没有壳体限制的条件下,纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料在惰性气体中约510℃发生热分解,在热板烘烤下发生强烈爆炸,并伴有蘑菇云状的火焰.     

纳米含能复合材料的研究进展

综述了纳米含能复合材料的最新研究进展,详细介绍了纳米含能复合材料的几种制备方法:sol–gel法、溶剂/非溶剂法、高能研磨法、超临界流体法和多孔硅/填充物复合法。对这些制备方法的原理和制品的性能及其应用进行了述评,并指出了纳米含能复合材料的发展方向和需要关注的重点。     

基于多孔硅纳米线的含能材料的制备及性能调控

纳米多孔硅由于其海绵状的孔隙结构，氧化剂很难充分填充，导致多孔硅复合含能材料多为富燃料体系；同时其孔隙率难以调节，无法精确控制氧燃比。针对以上问题，以紧密排列的单层聚苯乙烯微球为模板，通过反应性离子刻蚀(Reaction Ion Etching, RIE)技术结合金属辅助化学刻蚀(Metal-Assisted Chemical Etching, MACE)制备得到了形貌结构可控的多孔硅纳米线，通过控制RIE时间能够精准调节多孔硅复合体系的氧燃比，同时二维线状结构非常有利于氧化剂的高效填充。结果表明，在RIE时间为80s,即硅纳米线直径为150nm左右时，复合含能体系达到最佳化学计量反应平衡，能量输出最佳。同时，选用不同电阻率的硅片制备得到不同结构形貌的硅纳米线，电阻率越低，纳米复合含能体系中的硅纳米线结构越疏松多孔，不仅能够有效缩短传质传热距离，降低反应活化能，有利于增强反应放热；而且能提升燃烧性能，有利于点火，为硅基含能材料的发展提供了新的思路。     

高反应活性纳米含能材料的研究进展

综述了高反应活性纳米含能材料的最新研究进展,分别介绍了高反应活性单分子纳米含能材料和高反应活性纳米复合含能材料,特别是对超级铝热剂,即亚稳态分子间复合材料(M IC)进行评述。分析了高反应活性纳米含能材料制备、表征以及应用研究中存在的问题,指出高反应活性纳米含能材料未来的研究方向及重点,并对其潜在的应用领域及优越性进行了展望。附参考文献57篇。     

纳米铝热剂的研究进展

介绍了物理混合、溶胶凝胶、物理气相沉积、自组装和反应抑制球磨法5种制备纳米铝热剂的方法及不同方法制得的纳米铝热剂的燃烧性能,分析了纳米铝热剂在制备、表征以及应用中存在的问题,提出了纳米铝热剂未来的研究重点,即纳米铝热剂的制备新方法研究、燃烧传播机理和有机含能材料与纳米铝热剂的复合等。附参考文献65篇。     

国外纳米铝热剂的最新研究进展

为了促进我国纳米铝热剂技术研究进步,及时把握国外纳米铝热剂技术的最新发展动向和应用,在系统跟踪国外最新发展动态的基础上,综述了美国、法国等国家在纳米铝热剂的制备技术及应用技术、新型纳米铝热剂混合物研究及其反应性能的最新研究进展,其中制备技术包括固相反应法、溶胶-凝胶法、燃烧合成法、生物合成法、低能耗放大生产方法等。表明纳米铝热剂经过20年的研究已从实验室研究转向预生产阶段;指出纳米铝热剂所具有的特殊优异性能将使其成为高性能含能材料的发展目标;随着纳米铝热剂在火炸药中的应用,将使推进剂具有更高的燃速,弹药更加小型化,可得到性能先进的燃料和添加剂组分,有望成为提高火炸药安全性的重要途径,从而满足未来对含能材料提出的更高要求。