Al-Ni納米復合含能材料的制備、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"納米結構的Al/Ni納米復合材料。
　　 首先,利用二次陽極氧化技術在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曲線記錄了氧化過程各個階段的電流變化,并對成孔機理進行了初步討論。同時,對5wt％磷酸浸泡擴孔和過氧化過程進行了研究。結果表明,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)顯示其為非晶結構。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,隨著浸泡時間的增加多孔氧化鋁薄膜的孔徑呈增加的趨勢,而孔間距則相應減小。
　　 其次,采用脈沖電沉積技術在Ti/Si基上的多孔氧化鋁薄膜內(nèi)沉積了Ni納米棒,Ni納米棒的長度和頂端形貌可以通過沉積時間來調(diào)節(jié)。透射掃描電鏡(TEM)測試表明,

3、制備的Ni納米棒直徑約為50 nm,長度約為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納米棒為多晶結構。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復合納米結構,Al/Ni復合結構的組份隨著Al的濺射時間的變化而變化。
　　 最后,利用差示掃描量熱法(DSC)對三種不同組份的Al/Ni納米復合材料進行了熱反應性能的檢測。三種組份的復合

4、材料在熱反應過程中均只有一個放熱反應峰,而且為"窄高"型峰,說明復合材料的反應在較短的時間內(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,熱反應后不僅形成了AlNi合金化合物,同時還形成了AlNi3、AlaNi2等合金化合物。對電沉積90sNi,磁控濺射60min Al形成的Al/Ni復合材料進行脈沖激光點火實驗,表明50%發(fā)火的能量約為36.28 mJ,該材料在起爆過程中發(fā)生持續(xù)時間為毫秒級的