硅基Cu(N3)2@CNTs复合含能薄膜的制备与表征

针对叠氮化铜(Cu(N_3)_2)静电感度高、难以实际应用的问题,设计了一种基于硅基底的内嵌叠氮化铜碳纳米管复合含能薄膜材料。首先,采用改进的两步阳极氧化法在硅基底上制备多孔氧化铝薄膜,然后将其作为模板,先后通过化学气相沉积法和电化学沉积法在氧化铝孔道中制备内嵌铜纳米颗粒的定向碳纳米管(CNTs)阵列,最后利用气固相叠氮化反应制备得到可与微机电系统(MEMS,Micro-electro Mechanical Systems)加工工艺相兼容的硅基Cu(N_3)_2@CNTs复合含能薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的微观形貌、晶体结构和组成成分进行了表征,利用差示扫描量热法(DSC)对复合含能薄膜进行了热分解动力学研究,采用升降法测试了复合含能薄膜的静电感度。研究结果表明:硅基Cu(N_3)_2@CNTs复合含能薄膜的活化能约为230.00 kJ·mol-1,热爆炸临界温度约为193.18℃;复合薄膜的静电感度明显得到改善,50%的发火能量约为4.0 mJ。     

CNTs/KNO3纳米粒子制备及表征

分别采用重结晶法和中和反应法制备了碳纳米管/硝酸钾(CNTs/KNO_3)纳米复合粒子,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射能谱(XRD)、比表面积(SSA)和差热分析(DSC)等手段对复合粒子进行了表征.结果表明:两种制备过程实现了KNO,在CNTs外表面的负载,重结晶法制备的复合粒子的比表面积比CNTs降低了113.9 m~(2)·g~(-1),热分解温度与KNO_3相当;反应法制备的复合粒子的比表面积比CNTs降低了138.7 m~2·g~(-1),热分解温度比KNO_3降低了28℃.表明反应法制备的样品中,CNTs对KNO_3的热分解过程具有催化作用.     

酚醛树脂对B/KNO3点火药激光烧蚀特性的影响

利用光电测试法、差热分析(DTA)和扫描式电子显微镜(SEM)分析方法,研究了B/KNO3和B/KNO3/酚醛树脂两种药剂激光点火过程中的烧蚀现象,分析了酚醛树脂对B/KNO3烧蚀特性的影响。结果表明,B/KNO3药剂中加入酚醛树脂后,化学反应的起始温度由556℃下降到548℃,反应放热量由1.86kJ·g-1增加到2.21kJ·g-1;酚醛树脂能明显降低药剂的烧蚀程度,提高药剂激光点火感度和降低点火延迟时间。加入酚醛树脂后,50%发火能量从17.95mJ降低到9.11mJ,点火延迟时间降低的程度随入射激光能量密度增大而减小。当入射激光能量密度为5J·cm-2时,点火延迟时间从17.5ms降低到7.2ms,当入射激光能量密度达到23J·cm-2时,二者点火延迟时间基本趋于一致。     

基于新型半导体激光系统的B/KNO3/PF点火特性

为了研究点火系统的发火性能和点火特性,设计了一种新型可自检半导体激光点火系统和以微米级B/KNO3/酚醛树脂(PF)为装药的激光点火器。采用热重-差示扫描量热技术(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)、激光反射率和发射光谱等测试获取了药剂的形貌尺寸、元素分布、热性能、激光吸收效率和药剂粒子激发谱线等性能参数;通过激光点火系统启动点火器发火研究了激光脉宽对B/KNO3/PF药剂发火性能和点火特性的影响。结果显示:较大PF质量比(4.8%)的和较小颗粒(平均粒径6.97μm)的B/KNO3/PF药剂在DSC曲线中起始反应温度降低,放热量增加。点火器点火启动分为一次点火和二次点火两个过程,激光脉宽对点火器的点火特性有显著影响。当激光脉宽为5 ms和10 ms时,点火器能够正常发火,其50%发火能量分别为6.23 mJ和12.54 mJ。通过调节激光的脉宽和能量,获得点火器的一次点火延迟时间为3.50~4.69 ms,二次点火延迟时间为7.23~8.08 ms,火焰持续时间为58~83.5 ms;当激光脉宽为2 ms时,激光点火系统无法激励点火器正常发火。这种特性与半导体脉冲激光能量输出规律相符合。     

激光对B/KNO3药剂作用现象的研究

通过激光点火性能试验、电镜扫描分析(EMS)、差热分析(DTA)研究了激光与B／KNO3点火药相互作用过程中药剂表面的烧蚀情况，以及溅射物质在激光点火中所起的作用。研究结果表明，激光烧蚀药剂时，一部分药剂分子会溅射出药剂表面，损失凝聚相的能量。通过在药剂中加入酚醛树脂和表面压加薄膜，阻止了烧蚀物质的溅射和减少凝聚相能量的损失，提高了药剂的激光点火感度，小激光能量时也缩短了药剂的点火延迟时间。     

原位反应法制备填充叠氮化铜的碳纳米管阵列

以定向碳纳米管阵列为工作电极,采用电化学沉积法制备填充纳米铜颗粒的碳纳米管阵列,研究不同电沉积参数对碳纳米管填充铜纳米颗粒的影响规律;采用气-固原位反应法获得填充叠氮化铜的碳纳米管含能阵列。采用扫描电镜、X射线衍射仪对填充叠氮化铜的碳纳米管阵列及其前驱体进行结构表征,采用差示扫描量热仪研究其热性能。结果表明:当沉积电流为1 mA和10 mA,可获得填充效果理想的填充有纳米铜的碳纳米管阵列;气固原位反应过程中碳纳米管阵列不与叠氮酸发生反应。在热板点火作用下填充叠氮化铜的碳纳米管阵列可靠起爆。采用兰利法获得其50%电发火能量为3.09 mJ。     

B/KNO3激光点火器装药参数与点火性能研究

为了探索硼/硝酸钾(B/KNO₃)激光点火器的装药参数对其点火性能的影响，设计了光窗式B/KNO₃激光点火器并搭建了激光点火系统，试验研究了硝酸钾粒径、硼与硝酸钾配比、添加粘结剂种类与质量分数、B/KNO₃装药密度及输入端密封性等因素对其发火功率和点火延迟时间的影响。结果表明：硝酸钾粒径为2～12μm、w B∶w KNO₃为3∶7、添加3%的酚醛树脂、装药密度为1.6g·cm^-3的B/KNO₃激光点火器的点火性能最佳，其发火功率和点火延迟时间分别为4.52 W和160 ms；对B/KNO₃激光点火器进行密封设计可进一步增强其点火性能，其发火功率和点火延迟时间分别为4.24 W和120 ms。     

激光点火药剂在长贮时的性能变化研究

通过激光点火性能试验和差热分析(DTA),对点火药剂B/KNO3在长贮过程中性能的变化进行了研究。研究结果表明,点火药剂在密封的保干器内放置8个月后,其激光点火感度明显提高,点火延迟时间转折点出现的能量密度变大;B/KNO3放热量由1.86kJ.g-1提高到3.11 kJ.g-1,B/KNO3/酚醛树脂的放热量由2.21kJ.g-1提高到3.48 kJ.g-1。     

光纤对激光起爆系统的影响

介绍了激光起爆系统中所使用的光纤 ;通过实验研究了光纤对 CP炸药起爆阈值和 B/ KNO3点火阈值的影响 ;对光纤直径关系与能量阈值的关系进行了实验分析和理论探索     

碳纳米管场发射冷阴极材料的研究进展

碳纳米管(CNTs)具有低的阈值电场和高的发射电流密度,是一种性能优良的冷阴极材料,在平面显示领域具有潜在的应用价值。根据显示器件的特性,详细论述了CNTs冷阴极材料的场发射特性以及各种因素包括CNTs的定向性、层结构、几何特征、阵列密度、系统真空度以及CNTs与基底材料之间的键合等对场发射性能的影响;介绍了图形化CNTs冷阴极的常用制作工艺;对目前存在的问题进行了分析。     

掺杂物对药剂激光点火感度和延迟时间的影响

分别研究了碳黑、石墨、KCl和石蜡四种掺杂物对Zr/KClO4点火药及碳黑对B／KNO3点火药的激光点火感度和延迟时间的影响。实验结果表明,四种掺杂物均能降低药剂的激光点火延迟时间（其中碳黑的效果最强,石墨的效果最弱）,但只有碳黑能够降低药剂的激光点火感度。     

碳纳米管／聚合物功能复合材料的研究进展

阐述了碳纳米管的结构及其优异的电学、力学、化学性能,探讨性分析了碳纳米管和聚合物之间相互作用的机理, 并且详细地介绍了碳纳米管／聚合物功能复合材料的制备方法以及碳纳米管在聚合物基体中所起到的重要作用。     

CNTs-La2O3复合材料电磁特性与吸波性能研究

采用超声共混法制备CNTS/La2O3复合粉末,测试复合粉末在2~18 GHz波段的电磁参数,研究不同La2O3含量的CNTS/La2O3吸波材料的电磁特性。结果表明,随着La2O3含量的增加,CNTs/La2O3的复介电常数的实部和虚部逐渐增加,介电损耗增大,衰减常数逐渐增大,但是特征阻抗降低。根据电磁波传输线理论计算CNTS/La2O3吸波材料的反射率曲线,当厚为2.0 mm,未掺杂La2O3,质量分数为6%CNTs的反射率峰值为-18.1 dB。La2O3的质量分数为15%时,CNTs/La2O3具有最佳的吸波性能,反射率峰值为-31.6 dB,小于-5 dB和-10 dB的频带宽为2.98 GHz和6.3 GHz。     

碳纳米管对Zr/KClO_4烟火剂的热行为和光辐射性能的影响

为了提高烟火固体激光器泵浦源Zr/KClO4的泵浦效率,在烟火剂Zr/KClO4中引入具有催化性能、高比表面积、强吸附能力、高强度的碳纳米管(CNTs),借助差热分析技术和光电探测技术研究了碳纳米管对泵浦源用烟火剂Zr/KClO4(60/40)的热分解和光辐射性能的影响。结果表明:CNTs的加入对Zr/KClO4的热分解特性和光辐射能均有显著的影响。随着CNTs添加量的增加,烟火剂的燃烧速率和放热量均逐渐增加,药剂的融化吸热峰减弱,甚至趋于消失,药剂的光辐射能量却呈现出先增加后降低的趋势。当CNTs含量为体系总质量的0.50%时,药剂总光辐射能达到了1830 J·g-1,其中分布在钕(Nd):钇铝石榴石(YAG)激光增益介质的三个强吸收带(590±10)nm,(750±10)nm和(808±10)nm内的有效光辐射能分别提高了41%,25%和31%。     

镀钴碳纳米管/环氧树脂复合材料吸波性能研究

为了在雷达X波段(8～12GHz)内获得良好的吸收效果,采用对KOH活化处理后的碳纳米管(CNTs)进行化学镀钴,然后均匀分散在环氧树脂中制成碳纳米管/环氧树脂复合材料。用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、XRD对镀钴多壁碳纳米管进行微观表征,用弓型法测量在2.0～18.0GHz频段内的雷达吸波性能,用高阻仪测试复合材料试样的体积电阻率。测量数据表明,在相同的碳管质量分数(2%)下,与原生碳管相比,镀钴碳管/环氧树脂复合材料的单吸收峰成功移至X频段,吸收频宽(R<-10dB)明显增大,吸收强度也有所增强。新型碳纳米管/环氧树脂复合材料的体积电阻率在106～107Ω·cm数量级,具备良好的抗静电能力。     

碳纳米管/膨胀石墨复合材料制备及其8mm波衰减性能

通过高温下膨化多壁碳纳米管(MW CNTs)与可膨胀石墨混合物的方法,制得一种高导电率8 mm波干扰材料.采用扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和欧姆计等对其微观形貌和电磁性能进行了表征,采用测试样板法对其8 mm波二维静态衰减性能进行了测试.结果表明:高温热处理过程改变了碳纳米管(CNTs)的管状结构,熔化...