Al-Ni納米復(fù)合含能材料的制備、表征與性能研究.pdf

1、本文介紹了一種制備納米復(fù)合含能薄膜材料的新方法,并且成功地在硅基上制備出了具有"嵌入式"納米結(jié)構(gòu)的Al/Ni納米復(fù)合材料。
　　 首先,利用二次陽(yáng)極氧化技術(shù)在0.3M草酸、40V、室溫條件下制備了Ti/Si基多孔氧化鋁薄膜。I-t曲線記錄了氧化過(guò)程各個(gè)階段的電流變化,并對(duì)成孔機(jī)理進(jìn)行了初步討論。同時(shí),對(duì)5wt％磷酸浸泡擴(kuò)孔和過(guò)氧化過(guò)程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,制備得到的多孔氧化鋁薄膜的平均孔徑約為50nm,膜厚為700-800nm,

2、X射線衍射(XRD)顯示其為非晶結(jié)構(gòu)。比較一次氧化和二次氧化得到的多孔膜發(fā)現(xiàn)二次氧化制備的多孔膜的有序度明顯增加。待Al完全氧化后再繼續(xù)氧化,可以起到減薄甚至去除阻擋層的作用。在5wt%磷酸中,隨著浸泡時(shí)間的增加多孔氧化鋁薄膜的孔徑呈增加的趨勢(shì),而孔間距則相應(yīng)減小。
　　 其次,采用脈沖電沉積技術(shù)在Ti/Si基上的多孔氧化鋁薄膜內(nèi)沉積了Ni納米棒,Ni納米棒的長(zhǎng)度和頂端形貌可以通過(guò)沉積時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)。透射掃描電鏡(TEM)測(cè)試表明,

3、制備的Ni納米棒直徑約為50 nm,長(zhǎng)度約為600 nm,與多孔氧化鋁的尺度相一致。選區(qū)電子衍射(SAED)和XRD分析表明,Ni納米棒為多晶結(jié)構(gòu)。再在去除多孔氧化鋁薄膜的Ni納米棒上磁控濺射一層Al膜即可形成具有緊密接觸的"嵌入式"Al/Ni復(fù)合納米結(jié)構(gòu),Al/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu)的組份隨著Al的濺射時(shí)間的變化而變化。
　　 最后,利用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)三種不同組份的Al/Ni納米復(fù)合材料進(jìn)行了熱反應(yīng)性能的檢測(cè)。三種組份的復(fù)合

4、材料在熱反應(yīng)過(guò)程中均只有一個(gè)放熱反應(yīng)峰,而且為"窄高"型峰,說(shuō)明復(fù)合材料的反應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生,瞬發(fā)性較好。隨著Al比例增加,放熱峰的峰面積隨之增加,放熱越顯著。XRD研究表明,熱反應(yīng)后不僅形成了AlNi合金化合物,同時(shí)還形成了AlNi3、AlaNi2等合金化合物。對(duì)電沉積90sNi,磁控濺射60min Al形成的Al/Ni復(fù)合材料進(jìn)行脈沖激光點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),表明50%發(fā)火的能量約為36.28 mJ,該材料在起爆過(guò)程中發(fā)生持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)的