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5.2电泳沉积制备纳米Al/CuO薄膜的研究前景 25
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 绪论
在传统铝热反应中，各组分的反应都是在微米状态下发生的，由于受控于组分间最大传质速率的影响，因此能量释放速率较慢。与传统铝热剂相比中，纳米铝热剂中的氧化剂或燃料至少有一组尺寸为纳米级，比表面积的增大，使得反应组分间具有更大的反应接触面积，以此获得更大的传质速率，使反应快速进行，提高了传热率，并减少了热损失。同时，由于纳米铝热剂对点火温度比较稳定，只有达到某一点火温度才会发生自持高温反应，因此其具有不同于传统铝热剂的燃烧特性，所以也被称为“亚稳态分子间复合物”(metastable intermolecular composites)或超级铝热剂。
本研究以纳米铝粉为还原剂，与纳米CuO在超声振荡条件下进行充分混合，利用电泳沉积法制备纳米铝热剂Al/CuO薄膜。
1.1纳米铝热剂国内外研究情况
1.2 电泳沉积技术研究现状
近几年电泳沉积技术受到越来越多的关注与研究，发展非常迅速。19世纪初，俄国科学家Ruess发现了电泳现象，并将其应用于Pt电极上ThO2的沉积。在20世纪90年代之前，电泳沉积主要被用于生产珐琅和瓷器等传统陶瓷。这些年来，随着新型材料的不断涌现，特别是纳米材料的制备与研究，电泳沉积技术在最近20年中得到进一步的研究，有了长足的发展。尤其在最近几年，不仅更加深入研究其机理与应用，而且还衍生出一些新的技术，如电泳共沉积、交流电泳沉积、介电泳沉积等。功能薄膜材料以其独特的声、光、热、电、磁等物理特性和化学、生物等性质，在相应的工程和技术中起关键作用。电泳沉积是制备功能薄膜材料的重要手段，通过和其他制备方法相比，如气相沉积和其他电化学沉积等，发现电泳沉积具有可以实现材料微观结构的均匀分布和均匀掺杂，装置简单，成本较低等优点，因此其应用越来越广泛。
1.3本文主要研究内容
进一步熟悉和研究电泳沉积技术，探索电泳沉积条件及影响因素，利用电泳沉积技术制备纳米Al/CuO薄膜。本文具体包括以下内容：
（1）阴极基底玻片的制备
利用喷墨打印技术制备银基底玻片，利用图形反转工艺制备铂基底玻片。
（2）电泳沉积法制备纳米Al/CuO薄膜的制备技术研究
了解熟悉电泳沉积制备纳米Al/CuO薄膜的制备工艺，测试电泳沉积制备纳米Al/CuO薄膜的条件并研究其影响因素，制定出最佳的薄膜沉积工艺参数。
（3）纳米Al/CuO薄膜的结构与性能表征
利用激光共聚显微镜技术（CLSM）对EPD薄膜表面和断面形貌进行测试分析，并计算一定条件下的沉积速度；利用X射线衍射技术（XRD）对薄膜组分进行表征。
（4）纳米Al/CuO薄膜燃烧试验及前景展望
采用对纳米Al/CuO薄膜进行激光点火的方法研究纳米Al/CuO EPD薄膜的燃烧现象，展望电泳沉积法制备纳米Al/CuO薄膜的前景。
2 纳米Al/CuO复合薄膜的制备
2.1纳米Al/CuO薄膜制备原理¬
本文中使用电泳沉积的方法制备纳米Al/CuO薄膜。电泳沉积(Electrophoretic deposition，EPD)是一种制备材料的电化学方法，是将电泳和沉积这两个过程合二为一的方法，其主要原理是将荷电材料分散在溶液中形成稳定的分散体系，在外加电场作用下，荷电材料移向一个电极表面，继而在电极便面沉积下来形成薄膜。
电泳沉积实验装置是一个两电极或三电极的电化学系统，如图2.1所示。沉积过程大致可以分为两个阶段。第一阶段，带电粒子在外加电场的作用下向其电性相反的电极移动，这一过程叫作电泳过程；第二阶段，带电粒子在电极表面发生沉积，形成均匀致密的薄膜，这一过程称为沉积过程。任何固体体材料只要可以制成细小微粒(粒径小于30μm)的都可以进行电泳沉积。虽然这是一个比较简单的电化学多体系统，但是其中的沉积机理却较为复杂。