填充疊氮化銅的定向碳納米管復(fù)合含能材料的制備與性能研究.pdf

1、疊氮化銅是一種感度很高的含能材料，由于具有極高的靜電感度，從而限制其在實(shí)際中的應(yīng)用。碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，將疊氮化銅填充至碳納米管中可以有效降低其靜電感度，而且利用碳納米管的管道效應(yīng)可以提高疊氮化銅的輸出威力。本文首先基于陽(yáng)極氧化鋁（AAO）模板制備定向碳納米管，然后采用電化學(xué)沉積法在碳納米管中空管腔中原位生長(zhǎng)銅，再通過(guò)氣-固疊氮化反應(yīng)制備填充疊氮化銅的碳納米管復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行性能研究。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
　　(1

2、)利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法在AAO模板中制備了定向碳納米管陣列。結(jié)果表明，化學(xué)氣相沉積法制備的碳納米管具有兩端開(kāi)口、尺寸均一和高度定向的特點(diǎn)，碳納米管管壁很薄僅為10nm左右，碳納米管的外徑約為250nm，XRD和拉曼測(cè)試結(jié)果表明利用AAO模板的自催化作用制備的碳納米管結(jié)晶性較差。
　　(2)采用電化學(xué)沉積法在碳納米管中空管腔中原位生長(zhǎng)銅，并研究電化學(xué)沉積條件（電流密度和沉積時(shí)間）對(duì)碳納米管中填充的銅的形貌影響。結(jié)果表明，電流

3、密度較小時(shí)，碳納米管中填充的銅為針狀枝晶結(jié)構(gòu)，隨著電流密度的增大，碳納米管中銅的填充密度增大，當(dāng)電流密度為0.9mA/cm2，碳納米管中填充的銅為實(shí)心納米線結(jié)構(gòu);隨著沉積時(shí)間增長(zhǎng)，碳納米管中銅的填充密度增大。最終確定電化學(xué)沉積的最佳條件為:電流密度為0.6mA/cm2，沉積時(shí)間為1h，并對(duì)此條件下制備的樣品進(jìn)行疊氮化反應(yīng)，得到了填充疊氮化銅的碳納米管復(fù)合材料。
　　(3)對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行靜電感度測(cè)試，結(jié)果表明，填充疊氮化銅的碳

4、納米管復(fù)合含能材料試樣的50％靜電發(fā)火能量(3.25mJ)明顯高于疊氮化銅的50％靜電發(fā)火能量(0.2mJ)。將填充疊氮化銅的碳納米管復(fù)合材料制成電泳液，利用電泳沉積法制備碳納米管復(fù)合含能橋膜和薄膜。電爆性能測(cè)試結(jié)果表明，碳納米管復(fù)合含能橋膜電爆過(guò)程中的火焰高度更高，火焰面積更大，發(fā)火過(guò)程更為劇烈，發(fā)火持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。在相同的電爆條件下，碳納米管復(fù)合含能橋膜和Cu橋膜呈現(xiàn)不同的電爆特性，碳納米管復(fù)合含能橋膜的電爆延遲時(shí)間明顯縮短，電爆峰值