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微孔材料是一种新型功能材料，在很多科技领域里都得到广泛的应用。这些微孔材料孔径不一，小到几个埃，大到几千个埃，微孔可以均匀分布，也可以杂乱无章，孔径用一定的方法也会得以控制，这些无数微孔具有惊奇魅力，不仅可以将许多学科密切交叉连接起来，而且在现代科技领域的应用中总会有意想不到的功能。如微孔陶瓷在在各类化工生产和废气净化中是一种优质触媒载体，微孔玻璃在现代通讯、超导、生物医学工程、电子、化工、医药、食品等领域都有着不可比拟的优越用途，高分子微孔材料用于精密微孔分离过滤技术中可以解决工业中过滤难以分离的固体和液体的重大难题。而微孔材料的特殊功能和使用性能都取决于它的多孔结构。为此，我们试图研究能够有效控制微孔材料的气孔率，气孔大小，气孔分布的实验方案和具体条件。64289
硝化棉基微孔材料与组成相同的其他硝化棉材料相比，在相同的装填条件下，比表面积更大，燃烧时产生的速率也更大[1]。硝化棉基微孔材料现多用于烟火制作，它的燃烧过程与一般均质硝化棉的主要区别在于传热强度和传热方式的不同，常规的硝化棉的燃烧规律一般都是符合平行层燃烧定律的，而微孔型硝化棉是同时在表层和内部发生的，微孔型硝化棉燃烧速率受孔结构和空隙率等因素的影响非常大，为了提高硝化棉材料的燃烧性能，现在对硝化棉基微孔材料的研究越来越多，但是观测和分析微孔的内部结构一直是一个难题，国外先进的微孔观测仪造价昂贵，至今未能大批量引入国内被广泛引用，因而国内现有的普遍使用的仪器观测效果并不是十分理想，为解决此难题，一直在研究新的图像处理方法以及数据处理法，在前人研究基础上，本实验组刘超同学引入了染色的方法，更利于观测小孔分布规律以及孔径大小。论文网
美国专利3824108发表了一种制造低密度硝化纤维素颗粒的方法，得到的堆积密度在0.4-0.6g/cm3之间的药粒，主要过程是先制备含有稳定剂、硝化纤维素和水的漆状物料，然后再将漆状物料分散到含有碱金属或碱土金属盐和保护胶的溶液里形成球形液滴，再进一步将搅拌速度降低，得到团聚物料，而后再一次加入碱金属或碱土金属盐和保护胶的溶液使得物料分散成球形液滴，最后通过溶剂驱除等过程得到最终的颗粒。不过这种方法只针对含有硝化纤维素的火药体系进行，得到堆积密度在0.4-0. 6g/cm3，其燃烧速率也比较低，与黑火药得燃速差别大，并不适合用作礼花弹的开苞药和烟花发射药。
硝化棉基微孔材料的发展趋势及展望
烟花技术在中国有着悠久的历史，声名远播，而在古代烟花药剂可以选择的原材料非常少，只是利用黑火药或者其中的木炭，硫磺，硝石，加以铁屑及天然有机物等制造烟花。而到目前为止，礼花、小礼花、地面礼花弹发射装药最主要的发射药仍然是黑火药，它燃烧的主要特点是固体残渣很多，烟雾很大，甚至会影响到观赏效果。近年来，烟花对环境的所造成的不良影响的问题得到了很多国内外学者的重视[2-5]。近年来南京理工大学蔺向阳等人在研制新型烟花发射药时，对硝化棉基微孔材料给予了重视，并对其各种性能开展了深入研究[6-9]，发现微孔型无烟烟花发射药比单基药粉在燃烧性能方面有了很大的改善。而传统的多气孔发射药的制备方法是主要是将一定量的水溶性无机盐和一定粒度与制备发射药的其他材料均匀混合，成型后采用水浸，使无机盐溶出，从而形成具有多孔结构的药粒，然而此过程工艺路线长、药粒孔隙大小和分布不均匀[10-11]。为了得到较好的多气孔发射药，在物料中加入了发泡剂，通过发泡使药体形成多气孔结构。文献[12]研究了传统工艺制得的单基多孔发射药的燃烧特征，王伯羲和Margolis S B等分别研究了微气孔发射药的燃烧特征[13-17]，却普遍认为多孔结构使得燃气的深层渗透和对流传热得以加强，并大幅提高了燃烧速度。