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具有核壳结构的纳米含能材料的制备和基本性能

作者:瑞禧生物 发布时间:2024-04-26 09:42:33 次浏览

炸药、烟火、推进剂等含能材料广泛应用于采矿、爆破、汽车安全气囊、烟花爆竹、兵器、空间技术等领域。纳米含能材料(nEMs)具有反应速度快、能量密度高等特点,同时具有很大的可调性。通过对(nEMs)进行结构控制以实现性能的改善和多功能,是一个引人入胜的研究领域,即纳米结构含能材料。其中,核壳结构纳米复合材料由于其材料性能的改善和兼具多种功能而备受关注。研究人员通过不同的合成路线,已经成功合成各种具有核壳结构的nEMs,其中与炸药相关的核壳结构nEMs和亚稳态分子间复合材料(MICs)由于其良好的可调性和广泛的应用,以及优异的能量(如增强放热和燃烧)和力学性能而受到广泛的研究。
有鉴于此,香港城市大学张开黎副教授,南京理工大学沈瑞琪教授,中国工程物理研究院杨光成副研究员重点介绍了核壳结构的nEMs,然后从制备方法和基本性能两个方面对具有核壳结构的炸药(CSEs)和MICs进行了综述。
文章要点
1)作者首先阐明了各种制备方法的优缺点,并解释了性能提高的原因。
2)作者介绍了两种核壳结构nEMs:1)CSEs(CSEs是一种复合材料,其爆炸核心被非能量或能量外壳包围。根据壳体材料的不同,CSEs可以分为两类:聚合物壳体CSEs和爆炸型壳体CSEs。爆炸性晶体对各种刺激(如撞击、摩擦、热、电、离子束和激光)具有本质上的敏感性。由于意外爆炸的危险性,CSEs的制备和表征应以温和和安全的方式进行);2)MICs(一种反应速度快、能量密度高的高活性nEMs,由金属燃料与不同的氧化剂发生铝热反应而形成。反应后产生热力学上更稳定的氧化物和反应物氧化物的相应金属或非金属)。
3)作者阐述了CSEs和MICs面临的挑战,以及它们的集成和应用前景。
4)作者对nEMs未来研究方向提出了一些建议。
Xiaoxia Ma, et al, Core–Shell Structured Nanoenergetic Materials: Preparation and Fundamental Properties, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202001291
https://doi.org/10.1002/adma.202001291