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从上述介绍可知，MEMS用含能薄膜中，金属/金属氧化物复合含能薄膜可以很好地实现内部各组分紧密结合，降低了相互间的质量传递能垒，具有反应活性高、能量释放速率快、能量释放完全等优点，是MEMS用含能薄膜技术的重要组成部分。然而该类薄膜两种常见结构都各有缺点，如制备工艺复杂，费时费力（多层复合膜）；可成型材料的种类有限（核壳纳米线薄膜），这些一定程度上制约了该类性能优越薄膜的实际应用。本文研究了一种新的铝热剂含能薄膜制备方法，采用纳米微球反模板法，先制备出三维有序多孔金属氧化物骨架，然后通过磁控溅射的方法将Al沉积到骨架上，形成多孔结构的Al/ Fe2O3纳米铝热复合薄膜。该方法既能够保留纳米铝热剂复合含能薄膜的优点，又具有生产周期短、杂质含量少、组分间结合紧密等优点，而且该法可以成型的金属氧化物种类有所增加，可以做出更加多种多样的纳米剂薄膜。论文网
本文主要研究内容如下：
1） 聚苯乙烯微球模板的制备及表征
采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯胶晶球，并采用自然沉降法在洁净的玻璃基片上沉积数层聚苯乙烯胶晶球薄膜，作为模板。之后通过SEM和TEM对其进行形貌观测。
2） 三维有序大孔Fe2O3骨架的制备及表征
配置金属氧化物前驱液，填充入模板间隙，之后在空气气氛中将模板煅烧除去，并将其转化为对应金属氧化物，制备出三维有序大孔Fe2O3骨架。之后通过SEM和XRD对其进行表征。
3） Al/ Fe2O3纳米铝热复合薄膜的制备及表征
采用磁控溅射法在Fe2O3骨架上沉积Al，制备出多孔Al/Fe2O3纳米铝热薄膜。通过SEM、XRD、DSC对其进行表征。
Al/ Fe2O3纳米铝热复合薄膜的制备流程示意图如图1.5
图1.5 纳米铝热剂含能薄膜材料的制备流程图
2 聚苯乙烯微球的制备与微球模板的组装
2．1 实验原理
2.1.1 聚苯乙烯球的合成
多孔材料的合成方法有很多，例如溶胶-凝胶法、水热法、化学腐蚀法、模板法等等。其中模板法有着方法简单、重复性好、预见性好、产品形状均一、产品性能稳定等诸多优点，因而广泛应用于三维有序多孔材料。模板法根据模板的强度可分为硬模板技术和软模板技术，其中前者包括分子筛、SiO2微球、单分散的高分子微球、多孔氧化铝等，后者常为表面活性剂分子聚集而成的胶团、反胶团、囊泡或乳液液滴等。两种模板的区别在于前者只提供静态的孔道和内核，反应物质与模板间不进行物质的交流和流动；而后者提供处于动态平衡的空腔，物质可以通过腔壁扩散进出。本文采用的聚苯乙烯微球，是通过苯乙烯单体聚合反应制备的单分散高分子微球，属于硬模板。
聚苯乙烯球的制备方法有悬浮聚合法、分散聚合法和无皂乳液聚合法。悬浮聚合法的缺点是有粗粉料产生，所得的聚合物颗粒在100~1000 μm之间且难以控制为单分散状态。分散聚合法是一种特殊的沉淀聚合，在聚合反应开始之前，整个体系处于均相，反应开始后生成不溶于介质的聚合物，当聚合物达到临界链长度后从介质中析出，聚集形成小颗粒，并借助于稳定剂悬浮于介质中，这样得到的微球具有良好的单一分散性，常用于制造粒径在1～10 μm的聚合物微球，并且适用于不同类型单体的聚合反应[27]。无皂乳液聚合法在乳液聚合过程中过程中不加入或仅加入微量的乳化剂，本文正是采用这种方法制备聚苯乙烯微球，此法的优点在于没有常规乳化剂的参与使得制备出的乳胶粒表面洁净、单一分散性良好，制备方法简单，重复性好，而且消除了乳化剂对环境的污染。源[自[751``论`文]网·www.751com.cn/