纳米材料对钨系延期药性能的影响(4)
方法主要包括:溶胶一凝胶法、水热反应法、沉淀法、辐射合成法、微乳液法、化
学气相反应法和固相法等。
1.4.2 纳米材料制备及表征
由于纳米科技发展迅猛，纳米材料在各行业都得到了广泛应用。如:纳米防护材料，纳米精细陶瓷材料，纳米催化剂，纳米磁性材料，纳米传感材料，纳米药剂载体，纳米印刷油墨，微器件纳米材料，光电材料与光学材料，增强材料，纳米滤膜等，另外，纳米材料在医学，生物工程，能源与环保技术中也得到的应用。纳米微粒作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。在甲醛的氢化反应中，以氧化钦、氧化硅、氧化镍加上纳米微粒镍、铆，反应速率大大提高，如果氧化硅等粒径达到纳米级，其选择性可提高5倍。已报道的纳米金属氧化物催化剂有铜铬氧化物、Fe304、Tio2和Ceo2等，用超细的Fe304;微粒作为催化剂可以在低温下将co2分解为c和H2o。A.Tschope等人用惰性气体冷凝法制备的金属氧化物CeO2催化co的氧化和S02的还原反应，使反应活性、选择性和热稳定性显著增强。汪信等人研究发现经Na+掺杂的纳米TIO2对一些聚合反应具有明显的催化作用。例如在纳米TIO2的催化作用下，双马来酞亚胺的固化温度降低40~50℃，而玻璃化转变温度可以提高50℃.纳米TIO2还对马来酸配的均聚具有催化作用，在其催化下可以得到端基无苯环的聚马来酸配。艾仕云等人采用气相沉积法在Ar十O2气氛中，900℃制备了直径20~30nm、长径比超过20的氧化锌纳米棒对紫外光有很强的吸收作用利用，利用ZnO纳米棒作为光催化氧化剂对罗丹明6G进行了降解实验，发现它的性能优于纳米Tio2。刘建勋等人采用溶胶一凝胶法、水热法及强迫水解法，制备了球形、立方形、纺锤形及针形四种不同形貌的纳米Fe2O3粒子，用差示扫描量热仪 (DsC)研究了Fe2O3对高氯酸钱(AP)热分解的催化性能，结果表明:纳米Fe2O3对AP的高温热分解催化作用较微米的效果好，比表面积较大的纳米纺睡形和针形Fe2O3较比表面积较小的纳米立方形和球形的催化效果好。李艳霞等人研究掺N纳米Tio2光催化材料，该材料与阳离子掺杂相比，不仅可将光响应范围拓展至可见光区，还可保持在紫外光区的光催化活性，显示出阴离子掺杂纳米Tio2在利用可见光方面的崭新应用前景。正是由于纳米催化剂的高效催化能力，使其成为了许多领域研究的热点，在火炸药领域纳米催化剂的应用研究也成为一个重要的方向。
1.4.3 纳米材料在火工药剂中的应用
火工药剂是各种引燃火工品和引爆火工品的基本装药，是它们的能源。它的作用是接受外界的初始冲能或某种刺激，促使其本身快速反应，进行能量转换，产生足够的能量输出，以引燃传火对象，实现传火序列或引爆猛炸药，实现传爆序列。纳米材料因其高效的催化性能，引起了火工药剂工作者的注意，近年来，纳米催化剂对推进剂热分解和燃烧性能影响的研究已成热点，取得了可喜的进展。20世纪90年代美国的Argonide公司生产了商品牌号为Alex的纳米铝粉，铝粉是固体推进剂中的能量添加剂，在含铝的端轻基聚异丁烯粘结剂和高氯酸钾固体氧化剂的火箭推进剂中，用Alex纳米铝粉铝化端轻基聚异丁烯，其燃烧速度是微米铝粉(2O~35微米)的2倍，燃烧速率是微米铝粉的40-60倍，没有铝微滴凝结现象，从而避免了加入微米铝粉会凝结铝微滴造成降低燃烧效率、影响火箭飞行特性以及增加热红外信号等重大缺点。1998年，MENCH（1）等人，研究了Alex取代丁轻推进剂中常规铝粉后的燃烧特性，发现Alex不仅能够提高推进剂的能量，而且使推进剂燃烧速度明显提高。2000年，美国国家实验室的研究人员（2）在多孔的5102基材上合成出了高能炸药RDX或PENT的纳米晶体复合材料，并且还利用溶胶一凝胶方法制备了纳米含能材料。2002年，徐宏等人（3）也用Dsc考察了室温固相反应制备的纳米级La2O3虽对RDX分解放热温度无明显影响，但使放热峰变得陡直，RDX分解热明显增大，增大了RDX的分解速度，因此纳米La2O3对提高RDX推进剂的燃速可能也有效。2004年，张永旭等(4)以丙酮为溶剂，以水为非溶剂获得了直径在十几个纳米到微米的RDX微晶的水相分散系。2004年，刘磊力等人(5)侧用差热分析法研究了纳米金属粉对高氯酸钾(AP)热分解的影响。结果表明，质量分数为5%的纳米铜粉，镍粉和铝粉可以使AP的高温分解温度分别降低130.2、112.9和51.8℃，显示出对AP高温分解反应很好的催化活性，并使表现分解热明显增大。2005年，洪伟良等人(6)采用液相分散沉淀法制备了纳米2，4-二轻基苯甲酸-Pb(2)配合物粉体结果表明，在水溶液中得到的产物为15nmx4Onm的棒状粒子，而在乙醇溶液中得到的是粒径约为50nm的球形粒子，产物对吸收药热分解有显著的催化效果，使吸收药的分解峰温降低5石℃，分解热增加918J/g。2005年，范夕萍等人(7)用DSC、PDSC、TGDTG探讨了纳米金属Cu粉对HMX、RDX热分解的催化作用，结果表明，纳米Cu粉对HMX的固相分解和RDX液相分解的加速作用明显。随着纳米金属Cu粉含量的增加，HMX的固相分解逐渐提前，当HMX与纳米Cu粉的质量比为1:1时，HMX固相分解的开始温度提前25.5℃，常压下纳米金属Cu粉使RDX的液相分解的分解峰温从239.1℃提前到2加.9℃。2005年，薛爱莲等人(8)研究了LaCoO3对含AP的RDX基混合炸药热分解特性的影响。结果表明，纳米LaCoO3对含有AP的RDX基爆炸混合物的热分解具有一定的催化作用，纳米LaCoO3使RDX基混合炸药的撞击感度和热感度降低，摩擦感度增大。纳米材料的独特性质使得它在火炸药中产生了令人兴奋并富有活力的研究领域，深入研究纳米材料在火炸药中的作用机理，揭示其与火炸药组分相互作用的本质，发展纳米材料在火炸药中的应用理论，对于提高火炸药的性能，对于开发新型的含能材料，促进纳米材料技术的发展都有着重要的意义。