Al/CuO纳米线复合含能材料的制备表征及性能研究

摘要

本文在Si基底上利用电子束蒸发沉积的Cu膜为样品,通过热退火制备CuO纳米线。通过FE-SEM表征手段研究电子束流的大小、Cu膜厚度、热退火时间和热退火温度对纳米线生长的影响以及对纳米线长度、直径和密度的影响。结果表明只有当热退火温度为400℃2时,Cu膜的表面覆盖有大面积的纳米线,而纳米线的直径和密度却可以通过电子束流来调节,随着电子束流的增大而增大。而热退火时间只对纳米线的长度和密度有影响,却对纳米线的直径无影响。适合纳米线生长的最佳束流、最佳膜厚、最佳热退火温度和最佳热退火时间分别为0.15A,1μm,400℃和4h。
　　 通过EDS、XRD、TEM。和SAED对纳米线进行结构表征,结果表明,EDS谱图只能证明纳米线中只含有Cu和O两种元素;XRD分析表明热退火后的Cu膜表面只含有Cu2O和CuO两种物质;SAED谱图表明纳米线为单晶,而且属于单斜晶系的CuO。CuO纳米线的生长机理既不是V-L-S,也不是V-S,是由于压应力的积累和释放引起的。
　　 利用磁控溅射在CuO纳米线上沉积Al膜形成具有核.壳结构的CuO纳米线/Al复合纳米含能材料。通过DSC分析曲线得知,整个反应只有一个放热峰,而且起始反应温度远比Al的熔化温度低。利用升降法测其Al/CuO纳米线复合含能材料的激光感度,得到50％起爆能量为33mJ,50%起爆能量密度为42.04rnJ·mm-2,并将此纳米含能材料制备为点火桥膜,测其在恒压为80V的触发下,起爆延迟时间为12.6μs,起爆持续时间为1.5ms。