点火药发展研究现状(2)
硼表面存在B2O3、H3BO3等杂质，也影响了硼与推进剂体系的相容性[5,11,12]。
1.2.4 相关的改性手段
通过表面改性，纳米粉体可看成是由“核层”和“壳层”组成的复合粉体，壳层可以是有机物也可以是无机物。
材料的改性效果在很大程度上取决于改性组份在被研究的粉体中的均匀分散性[14]。传统的方法是将配方粉体经过球磨、混合、成型和烧结而成。但是由于这种方法很难达到成分间的均匀混合，化学计量和相结构难以控制（如下图1.2.4.1的图a），因此，人们利用粉体的表面包覆方法对粉体进行表面改性或改变粉体的组成和相结构。例如，通过机械作用或化学作用将改性杂质包覆于超细粉体颗粒的外表面，形成核-壳结构。即被研究的粉体作为核，改性杂质作为壳成分（如下图1.2.4.1的图b）。对于几何尺寸在纳米级范围内的粉体，表面包覆往往可以达到严格控制材料的化学计量和相结构的效果。
图1.2.4.1 掺杂改性示意图
为了实现良好的表面修饰效果，用于改性的有机物应该与颗粒达到最大程度的润湿，即形成均匀致密的包覆层，这主要依赖于有机改性剂在颗粒表面的物理和化学吸附作用。其中物理吸附主要通过改性剂与颗粒之间通过范德华力、静电引力等物理作用；化学吸附主要是利用颗粒外表面的官能团与改性剂间的化学反应实现表面活性剂对颗粒的表面包覆，这是粉体表面修饰研究的主要内容。由于用于改性的有机物种类繁多、官能团结构各异，其吸附机制以及吸附层的结构非常复杂。其吸附量以及吸附作用的强弱通常与粉体的表面性质，改性剂的结构特点以及温度、介质性质（如体系的pH值、无机盐的添加）等因素有关，更多的是一些经验性的规律[15]。
（1）粉体的表面包覆机理
①库伦静电引力相互吸引机理。这种观点认为，包覆剂带有与基体表面相反的电荷，靠库仑引力使包覆剂颗粒吸附到包覆颗粒表面。
②化学键机理。通过化学反应使基体和包覆物之间形成牢固的化学键，从而生成均匀致密的包覆层。包覆层与基体结合牢固，不易脱落，但需要基体表面具备一定的官能团。
③过饱和度机理。这种机理从结晶学角度出发，认为在某一pH下，在异相物质存在时，如溶液超过它的饱和度就会有大量的晶核立即生成，沉积到异相颗粒表面形成包覆层，此时晶体析出的浓度低于溶液中无异相物质时的浓度。这是由于在非均相体系的晶体成核与生长过程中，新相在已有的固相上成核或生长，体系表面自由能的增加量小于自身成核（均相成核）体系表面自由能的增加量，所以分子在异相界面的成核与生长优先于体系中的均相成核[16,17,18,19]。
（2）粉体的表面包覆原则
在复合材料的设计中最重要的技术问题就是材料的界面结合。复合粉体的最终性能取决于包覆层与芯核及其界面结合状况。想要得到优良的界面结合，就必须考虑以下几方面的因素：①满足相间热力学的共容性；②满足相间热力学的共存型；③包覆层与核间有较好的湿润性[20,21,22]。
（3）粉体的表面包覆方法
超细/纳米粉体的快速发展促进了粉体表面包覆技术的发展，下面介绍了多种超细粉体表面包覆技术[7,19,25,26]：
①固相包覆法
固相包覆法是指由固相原料制得纳米包覆粉体，按其制备工艺可分为机械混合法和固相反应法。机械混合法利用挤压、冲击、剪切、摩擦等机械力将改性剂均匀分布在粉体颗粒外表面，各种组份相互渗入和扩散，形成包覆。目前主要应用有球石研磨法、搅拌研磨法和高速气流冲击法。固相反应法是把几种金属盐或金属氧化物按配方充分混合、研磨，再进行煅烧，经固相反应直接得到超细包覆粉。
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