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3.4.2 实验设备 20
3.4.3 薄膜表面的XRD分析与结果 21
4 Al/CuO纳米线复合含能材料的制备与表征 23
4.1 Al/CuO纳米线复合含能材料的制备 23
4.2 具有核-壳结构的CuO/Al纳米线复合含能材料的表征分析 24
4.2.1Al/CuO纳米线复合含能材料FE-SEM表征 24
4.2.2 Al/CuO纳米线复合含能材料XRD表征 24
4.2.3 Al/CuO纳米线复合含能材料的电爆性能研究 25
结论 30
致谢 32
参考文献 33
1 引言
1.1 MIC含能材料的研究意义
获得高能量与低感度的新型含能材料是时代的要求，也是满足现代化武器的要求。在新型含能材料中，纳米含能材料具有高的能量释放速率和高的能量转化速率，因此成为研究的热点。
纳米金属粉在含能材料中的应用[1]。金属粉作为燃料广泛地应用于含能材料中应用较多的是铝粉，可提高含能材料的质量和燃烧稳定性[2];加入镁粉可以提高火药的能量和改善其点火性能;加入镍粉则可以提高推进剂的燃速并降低临界压力。因此，金属粉的应用对推进剂性能的改善起着非常重要的作用，目前国内外的研究表明，金属粉的粒度时决定其作用效果的关键因素之一，并影响着推进剂的燃烧性能。
纳米级过渡金属氧化物催化剂在含能材料功能的应用。催化剂不仅是固体推进剂的一种弹道性能调节剂，而且也是提高推进剂燃烧性能的必备组分，又是推进剂特征信号中一次烟的主要组分，可见提高催化剂的催化效率，减少其使用量时增加推进剂的能量水平和降低特征信号的途径之一。纳米材料粒径小，比表面积大，表面原子率高，具有很高的化学活性，作为催化剂材料可以显著地提高催化效率。因此，用纳米催化剂取代普通催化剂成为国内外研究者的共识。
纳米结构的含能材料。CNT有极高的导热性以及优异的强度，碳纳米管[3]（CNT）引起了人们极大的兴趣。Manaa[4] 研究了一系列碳纳米管和含能材料的混合物的反应时间和燃速速率。他在PETN中加入单壁的CNT，发现燃烧非常快，局部温度达到1500℃～2000℃，冲击波平均速度为6.8km/s。美国马里兰州立大学和陆军研究实验室（ARL[5]）的研究人员试图利用碳纳米管的优良特性，加入到推进剂中，使固体推进剂的点火性能和力学性能有明显地提高。
介稳态分子间纳米复合含能材料（MIC）。MIC又被称为“超级铝热剂[6]”是氧化剂和还原剂组分纳米级颗粒的混合物（Al/CuO,Al/Fe2O3等）。铝热剂的反应为金属与非金属或金属的氧化物发生反应，生成金属氧化物和相对应的金属和非金属反应物，表达式为:
ΔH <0
M为：金属 AO为：金属氧化物或者为非金属氧化物
ΔH为：反应放出的热量
理论来说很多金属都可以发生上述氧化还原反应，但是研究人员大多数用的是金属Al做还原剂，原因为： Al具有较低的蒸汽压，发生反应不需要气密封闭的反应器。Al具有相对低的熔点（大约660℃），从而就有相对低的燃点，着火点比较低。所以金属选定Al。
CuO由于其特性和应用受到研究人员的关注和研究。CuO的特性：CuO有可能成为具有高临界转化温度的超导体，同时也是一种能带间隙为1.2ev的P型半导体，还有其它的特性。CuO的应用：CuO具有高的商业价值，CuO被开发为能使碳氢化合物完全转化为二氧化碳和水的催化剂；CuO作为阴极投入到研究电化学电池中；CuO作为固体推进剂的燃烧催化剂，能提高燃速，降低压强指数，而且作为新型的含能材料，比传统的含能材料更安全、更可靠、更环保。所以本论文氧化剂的选择为CuO
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