基于多孔硅的含能材料制备与爆炸性能研究

论文摘要

我们将介绍一种基于多孔硅的含能材料,并对此材料的制备和其爆炸性能进行研究。基于多孔硅的含能材料具备如下优点:一、含能密度较高;二、具有较高的能量释放激活门槛。因此基于多孔硅的含能材料受到世界各国的研究机构的广泛关注,但直到今日对其的各项性能的的研究还不够全面和成熟。本论文结合国内外的研究现状,以P-型和N-型单晶硅片为研究对象,采用电化学阳极氧化法制备多孔硅,并以高氯酸钠为氧化剂制备基于多孔硅的含能材料,研究各制备条件和影响因素对其爆炸性能的影响。一、研究不同组分和不同浓度的填充氧化剂对复合后的含能材料爆炸性能的影响。结果表明含有填充关键组分的有机溶剂更适于材料的合成。二、对使用不同填充方法和填充条件制成的多孔硅复合材料的性能进行研究,并对制成后的复合材料进行贮存,分析不同贮存方法对材料爆炸性能的影响。经研究发现46次的多次分段式填充方法可以显著提高材料的含能密度。三、采用SEM对不同电流条件下制备的多孔硅进行结构表征。P型多孔硅厚度可达93um,N型多孔硅厚度可达108um。多孔硅结构均匀,剖面图可以看到多层结构。四、对材料的能量释放激活门槛进行研究,发现此复合含能材料具有较高的激活门槛,激活温度在733K以上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 硅复合含能材料的提出
• 1.2 含能材料的发展
• 1.3 多孔硅的原理、应用和制备方法简介
• 1.4 基于多孔硅的含能材料研究
• 1.5 论文研究的目的和内容
• 第二章 实验方法与实验手段
• 2.1 实验仪器
• 2.2 实验相关耗材
• 2.3 多孔硅制备
• 2.3.1 N 型多孔硅制备
• 2.3.2 P 型多孔硅制备
• 2.3.3 N 型和P 型多孔硅对比
• 2.4 基于多孔硅的含能材料的制备
• 2.4.1 基于N 型多孔硅的复合含能材料的制备
• 2.4.2 基于P 型多孔硅的复合含能材料的制备
• 2.5 实验制备的基于多孔硅的含能材料能量释放激活门槛测量
• 2.6 本章小结
• 第三章 刻蚀条件对P 型多孔硅层的影响
• 3.1 刻蚀条件对孔隙率的影响
• 3.2 刻蚀条件对多孔硅层厚度的影响
• 3.3 多孔硅相关性质表征
• 3.4 本章小结
• 第四章 填充方法对基于多孔硅的含能材料性能的影响
• 4.1 爆炸现象和制备方案小结
• 4.2 填充方法对基于多孔硅的含能材料的爆炸性能影响
• 4.3 填充方法对基于多孔硅的含能材料的机械稳定性影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文