多孔硅爆炸复合物发火性能的研究

摘要

本文采用硅粉、多孔硅粉与氧化剂四氧化三铅复合制备了点火头，测试其发火电流以研究多孔硅与氧化剂反应时的发火性能。探索多孔硅在含能材料中的新应用。测试结果表明，多孔硅制备的爆炸复合物的50％发火电流远小于硅粉制备的爆炸复合物。研究表明，其主要原因是多孔硅具有高反应活性、高比表面积，爆炸时固相反应界面大、反应物易于扩散和迁移。因而，多孔硅粉在制备含能复合物方面较普通硅粉更具优势。 为解决多孔硅制备的爆炸复合物易受空气氧化、稳定性差的问题，研究了后处理剂对多孔硅反应活性、经时稳定性等的影响。结果表明，硅烷偶联剂是很好的后处理剂，它可和多孔硅表面的悬挂键生成稳定的共价键，起到抗氧化作用，且又能保持多孔硅的高反应活性。测试结果表明，用硅烷偶联剂处理过的多孔硅，对制备的多孔硅爆炸复合物的50％发火电流影响不大。KH550处理的多孔硅样品的50％发火电流较未处理物略小，发火电流波幅亦较小。而KH560、NCS910、KH902处理的多孔硅样品的50％发火电流较未处理物稍大。说明硅烷偶联剂的结构，特别是其分子量对50％发火电流有一定的影响。制备的点火头贮存一定时间后测试表明，经硅烷偶联剂处理过的多孔硅制作的爆炸复合物的贮存稳定性较未处理物有本质上的改善。与未处理物只贮存数天50％发火电流即发生数倍变化甚至不能点火相比，硅烷偶联剂KH902、SG-Si602改性后的多孔硅制作的爆炸复合物可贮存十多天至数十天，其50％发火电流只改变约4％，非常稳定。硅烷偶联剂改性技术是提高多孔硅爆炸复合物经时稳定性的较佳途径。此技术虽未见有文献报道，但根据我们的研究，似亦可推广至多孔硅的其它应用领域。 采用不同的氧化剂铬酸钾、重铬酸钾、四氧化三铅在相同的条件下与多孔硅混合制作的爆炸复合物的性能测试表明，四氧化三铅的复合物的50％发火电流明显低于其它两个氧化剂，且发火一致性也最好。四氧化三铅是制备硅点火头的良好的氧化剂。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2多孔硅制备工艺、稳定化处理及形成机理

1.2.1多孔硅的制备方法

1.2.2多孔硅的稳定化研究

1.2.3多孔硅的形成机理

1.3多孔硅的应用

1.3.1多孔硅用于光伏器件

1.3.2多孔硅在传感器中的应用

1.3.3多孔硅在光探测器中的应用

1.3.4多孔硅在激光器方面的应用

1.3.5多孔硅在大面积平板显示器中的应用

1.3.6多孔硅在燃料电池方面的应用

1.3.7多孔硅在生物医学方面的应用

1.3.8多孔硅在MEMS中的应用

1.3.9多孔硅在爆炸复合物方面的应用

4多孔硅的应用展望

2多孔硅爆炸复合物的制备、性能测试和试验数据处理的方法及标准

2.1试验材料和仪器

2.1.1试验材料

2.1.2试验仪器

2.2多孔硅爆炸复合物的制备和发火性能测试

2.2.1多孔硅制备

2.2.2多孔硅爆炸复合物的制备

2.2.3多孔硅复合物发火性能的测试

2.3试验数据处理的标准和方法

3多孔硅爆炸复合物的发火性能及其影响因素的研究

3.1硝化棉在多孔硅爆炸复合物中的作用

3.2多孔硅/硅粉的性质对多孔硅爆炸复合物发火性能的影响

3.2.1多孔硅/硅粉比表面积对多孔硅爆炸复合物发火性能的影响

3.2.2制备多孔硅的硅片类型对多孔硅爆炸复合物发火性能的影响

3.3表面处理对多孔硅爆炸复合物发火性能的影响

3.3.1硅烷偶联剂处理对多孔硅抱着复合物发火性能的影响

3.3.2还原剂对多孔硅爆炸复合物发火性能的影响

3.3.3氧化剂对多孔硅爆炸复合物发火性能的影响

3.4多孔硅爆炸复合物样品发火性能的经时变化

4结论

致谢

参考文献