多孔硅-硝酸釓含能材料制備與穩(wěn)定化方法.pdf

1、多孔硅含能材料具有高爆炸特性、對環(huán)境污染小和易與全硅基生產工藝相容的優(yōu)點,作為一種新型含能材料近年來受到人們的重視。但新制備的多孔硅存在易氧化、穩(wěn)定性差的缺點,不利于多孔硅的實際應用?；趯嶒炇业难芯炕A,論文采用電化學陽極氧化法,以磷摻雜的n型硅片為基底制備具有一定爆炸能力的多孔硅/硝酸釓含能材料,并探索穩(wěn)定化工藝,論文的具體內容如下:
　　(1)概述含能材料和多孔硅含能材料的發(fā)展現狀、多孔硅的制備方法、形成機理和穩(wěn)定化方法。<

2、br>　　(2)表征多孔硅的形貌和理化性質,包括孔隙率、膜厚、質量損失和表面形貌。多孔硅的孔隙率隨陽極氧化時間的延長而增大,隨氫氟酸濃度升高孔隙率減小,隨電流密度增大而先減小后增大,在電流密度為15mA/cm2時出現最小值。多孔硅的膜厚隨氫氟酸濃度的升高、陽極氧化時間的延長而增大,且與陽極氧化時間基本成線性關系;隨電流密度的增大而增大,當電流密度增大到20mA/cm2以上時趨于穩(wěn)定。質量損失隨陽極氧化時間和電流密度增加而增加;隨氫氟酸濃

3、度的升高,質量損失反而減小。
　　(3)研究陽極氧化條件對多孔硅/硝酸釓含能材料爆炸性能的影響,實驗結果表明:HF與DMF體積比為3:1,電流密度為20mA/cm2,陽極氧化時間為25min時多孔硅/硝酸釓含能材料具有最佳爆炸性能。測定多孔硅/硝酸釓含能材料的爆炸光譜及爆炸色溫,最佳實驗條件制備的多孔硅/硝酸釓含能材料爆炸色溫達3612.74K。
　　(4)采用陽極氧化、熱退火、光化學氧化、陰極還原和高壓水蒸氣退火五種表面處

4、理方法對多孔硅進行后處理。穩(wěn)定化處理方法對多孔硅表面氧化程度:高壓水蒸氣退火>陽極氧化>熱退火處理>光化學氧化>陰極還原;不同穩(wěn)定化方法均可在一定程度上穩(wěn)定多孔硅含能材料,但其爆炸性能仍隨存放時間的延長而減弱。穩(wěn)定化效果:光化學氧化>熱退火>陽極氧化>陰極還原>高壓水蒸氣退火。光化學氧化處理穩(wěn)定效果最好,在真空中存放60天后多孔硅/硝酸釓含能材料仍可發(fā)生輕微爆炸。
　　(5)考察多孔硅含能材料的熱穩(wěn)定性,研究不同環(huán)境溫度對其爆炸性