双层核壳结构Al/PVDF/MO亚稳态分子间复合物的制备、表征及其热反应特性研究

摘要

为提高铝粉释能速率与释能效率,采用两步低温液相法制备了双层核壳结构的Al/PVDF/NiO和Al/PVDF/CuO亚稳态分子间复合物(MIC);通过XRD和XPS分析了复合材料的晶体结构特征和表面元素组成及价态;通过SEM和FIB-SEM分析了复合材料的微观结构特征及组分间的复合方式;采用氧弹量热仪测试了不同MIC材料的燃烧热;通过同步热分析量热仪(TG-DSC)研究了不同MIC材料的热反应特性。结果表明,两种MIC材料均为双层核壳结构的花球状形貌,包覆层厚度约为300nm;Al/PVDF/NiO和Al/PVDF/CuO复合物的初始氧化放热峰温分别为990℃和997℃,热反应活性明显提升;复合物放热量大幅提升且放热更为集中;与Al粉相比,Al/PVDF/NiO和Al/PVDF/CuO复合物的氧化反应速率和燃烧效率大幅提升,氧化反应速率分别提升了77.4%和78.5%;燃烧效率分别是Al粉的4.4倍和5.1倍,证明双层核壳结构能够最大程度地提高MIC材料的热反应活性,使放热反应过程更加集中,有助于提升热反应速率和反应效率。