高性能MIC点火药的制备与性能研究(2)

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2.2.5 VO3-对花球纳米氧化铋形成的影响13

3纳米氧化铋与纳米铝粉的自组装13

3.1两步法制备氧化铋微纳米铝热剂13

3.1.1两步法组装13

3.1.2样品表征14

3.1.3结果分析14

3.2铝热剂制备中P4VP作用探讨14

4性能测试17

5结论 20

致谢 21

参考文献22

1 绪论

1.1 研究目的及意义

近年来，含能材料的微纳米化被广泛研究，因为与传统材料相比，纳米材料具有更优异或独特的性能，在光、电磁、催化领域具有重要的应用[1]。纳米材料比表面积与比表面能大，易与其他原子或分子结合从而发生反应，化学性质很活泼。微纳米含能材料的应用，为寻求具有更高能量密度，更快能量释放速度、更高稳定性及安全性的含能材料提供了可能[2]。经实验表明，含能材料超细化后，具有燃速提高，输出能量增大，爆轰波传播更快更稳定等优点[3-5]。源[自[751``论`文]网·www.751com.cn/

氧化铋是一种绿色、低毒的安全环保氧化剂，在电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂等方面应用广泛[6]。氧化铋通常有α、β、γ、δ四种晶形，α晶形为低温稳定相，单斜晶体，密度为8.2g/cm3；β晶形为高温稳定相，立方晶体，密度8.55g/cm3 。β- Bi203冷却后得到α-Bi203。纳米氧化铋除了具有氧化铋的一般性能以外，由于其粒度更细，在一些特殊领域具有重要应用，如显示元器件、敏感元器件、介电陶瓷电子元器件等的生产中。并可用作有机合成催化剂、特种玻璃、化纤品阻燃剂等。

作为火工品首发装药，点火药是武器系统点火控制的首发能源，作用十分重要。武器系统的发展，要求点火药也向着高能、钝感、小临界尺寸以及环保方向发展。含能材料的微纳米化成为了一种研究可能。

1.2 微纳米含能材料的制备方法

在微纳米级，含能材料的质量传递速率降低，燃烧速率增加。因此，含能材料的微纳米化有着重要的研究和应用价值。常见的微纳米尺度含能材料制备方法有：

1.2.1利用超声处理的方法：

在超级铝热剂做推进剂的研究中，常采用超声处理将纳米铝和氧化剂粉末混合。纳米铝粉和氧化剂在溶剂中的分散（例如：己烷，异丙醇等），并用超声波振荡混合在一起，从而制备出纳米含能材料。超声过程打破铝粉与氧化剂之间的结块，并将两种成分均匀混合，超声处理后，将混合物加热至使溶剂蒸发，并常用细网用来打破蒸发过程中混合物产生的结块，生产微纳米混合物。

这种方法已被用于Al/CuO、Al/PbO等铝热剂，其 SEM图像表明纳米铝粉能与纳米CuO很好的包覆，并且其形貌接近球形，分散度较好，团聚现象较少[7]。

超声混合燃料与氧化剂的纳米粉体是得到微纳米材料的一个简单的方法，但它仍有极限。首先，对于超细粉末则很难将其密切混合；其次，很难得到均匀分布的氧化剂和燃料的纳米粒子，第三，混合一些粉末可能有危险，并且在薄膜或微系统上进行沉积相对困难[8]。

1.2.2溶胶-凝胶法

溶胶 - 凝胶过程是通过溶液反应在液相中产生纳米颗粒的分散体，即“溶胶”（胶体溶液）。通过冷凝，溶胶开始三维固体凝结，即“凝胶”，溶剂占据开孔，随后，通过蒸发除去溶剂，导致了凝胶开孔结构的消除，形成干凝胶。超临界干燥除去了溶剂而不破坏凝胶结构，这形成了一个高度多孔并且质轻的材料，即气凝胶。其具有优良的均匀性使得颗粒和气孔都在纳米级。