多孔銅形貌控制及其復合薄膜熱分析研究.pdf

1、隨著多孔金屬材料制備技術的發(fā)展，采用簡單綠色的方法制備具有高孔隙率、高比表面積的多孔金屬材料成為近年來的研究熱點。本文通過氫氣泡動態(tài)模板法沉積制備了具有三維蜂窩狀孔洞形貌的多孔銅，其孔壁由分形納米銅晶枝、納米銅棒、納米銅顆粒組成，這種典型的類荷葉微-納結構使多孔銅的表面具有疏水性。研究了不同工藝條件對多孔銅形貌特性的影響，通過控制添加劑種類和電沉積參數(shù)可有效控制多孔銅的晶枝形貌和孔徑分布。采用場發(fā)射掃描電鏡和激光共聚焦顯微鏡對多孔銅的晶

2、枝形貌和孔徑分布進行表征，將多孔銅與氧化劑復合構成一種新型的具有微納結構的含能材料，初步研究了其化學反應歷程。
　　 在基礎電解液中添加了NaCl、EDTA(乙二胺四乙酸二鈉)、Na2SO4、(NH4)2SO4幾種添加劑研究其對多孔銅晶枝形貌的影響，研究結果表明:NaCl、Na2SO4在銅的沉積過程起到催化加速作用，所制備的多孔銅晶枝變細，孔壁光滑致密;EDTA的絡合作用使多孔銅晶枝由“枝狀”變?yōu)椤傲鰻睢?(NH4)2SO4可使

3、枝狀晶枝變?yōu)辂溗霠?，孔壁極其粗糙。特別地，NaCl/EDTA在多孔銅的沉積過程中發(fā)揮“協(xié)同作用”，制備的多孔銅晶枝細膩、表面光滑致密，且沉積過程可長時間進行，沉積層不會發(fā)生坍塌。
　　 本文系統(tǒng)研究了電化學參數(shù)對孔密度和孔徑分布的影響，結果表明，隨著沉積時間的增加，多孔銅表面孔徑增大，體系孔密度增加。在含NaCl的基礎電解液中，當陰極電流密度由1A/cm2增至4A/cm2，多孔銅的孔徑逐漸減小，孔密度增加。
　　 通過分

4、形生長理論解釋了不同溶液環(huán)境中制備多孔銅的晶枝形貌。為了闡明三維多孔銅的形成過程，提出了“層堆積”模型，并應用該模型分析解釋添加劑、電化學參數(shù)對多孔銅孔徑分布的影響過程。
　　 通過溶劑揮發(fā)法將AP(高氯酸銨)填入到多孔銅中制備了多孔銅含能復合薄膜材料，并采用同步熱分析法分析多孔銅/高氯酸銨復合薄膜的反應過程，分析結果表明，在多孔銅的催化加速作用下，復合薄膜的起始反應溫度低于AP的晶型轉變溫度，這種現(xiàn)象類似于納米金屬粒子對AP的