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含能桥膜国内外研究现状综述

时间:2021-03-28 20:06来源:毕业论文
国外研究状况国外对于含能薄膜的研究已开展多年,涉及实验研究、理论建模等诸多领域,而且在许多方面,已经开始从实验室研究进入到实用器件的实际应用中。国外对于合金化反应

国外研究状况国外对于含能薄膜的研究已开展多年,涉及实验研究、理论建模等诸多领域,而且在许多方面,已经开始从实验室研究进入到实用器件的实际应用中。国外对于合金化反应含能薄膜的研究起步很早,其中所用含能桥膜组分主要为Al/Ni复合膜,在此不作详细说明。64748

国外对于化学反应含能薄膜的研究,是伴随这对亚稳态分子间复合物(Metastable Intermolecular Composites, MICs)的研究而开展的,目前研究的深度及广度都不如合金化反应薄膜,当前主要是对Al/CuO复合膜的研究较多。而对于Co及其化合物复合薄膜的研究基本还没有开展。

    约翰霍普金斯大学的K.J.Blobaum等人在2003年利用多种表征方法,对CuOX/Al多层复合膜的结构、形貌、反应动力学等进行了细致深入的研究,同时提出了CuOX/Al复合薄膜材料的反应机理[1]。

    香港城市大学的张开黎等人于2007年成功制备了基于纳机电系统(NEMS)的CuO纳米线(晶须),并在晶须上用热蒸发沉积金属Al膜得到了Al/CuO复合纳米线,大幅度提高了接触面积,如图1.1所示;2009年他们在上一步研究的基础上在Si基底上制备了片层状及蜂窝状Al/NiO纳米含能材料,如图1.2所示。并对其进行了点火试验,实验证明这两种纳米含能材料都具有很好的发火性能[2,3,4]。

Al-CuO复合材料纳米线               

 图1.1 Al-CuO复合材料纳米线    

法国LAAS实验室的M.Petrantoni等人于2009年分别用电镀及热蒸发法制备了CuO纳米线/Al复合含能薄膜,并对CuO纳米线生长的临界Cu膜厚度的相关问题进行了讨论。该课题组还在2010年发表的一篇文章,文中对比了微米和纳米尺度Al/CuO复合膜的化学反应特性,得出结论对于纳米结构的Al/CuO复合薄膜,所有的反应能量都在温度到达Al熔点前释放;而微米尺度的Al/CoO复合薄膜,至少有2/3的能量只有在温度更高时才能释放出来[5,6]。论文网

1.12国内研究状况

    目前国内对于含能薄膜材料的研究主要集中于薄膜点火桥和半导体桥。开展复合含能薄膜研究的单位主要有南京理工大学以及中国工程物理研究院化工材料研究所。

南京理工大学沈瑞琪教授课题组于2004年开始对含能薄膜材料进行研究,在通过对Al/CuO,Zr/CuO和Mg/CuO三种反应体系进行制备与热分析的研究,实验得出结论相比较其他两个反应体系Al/CuO系列能够放出更多热量,在电激发下能够发生强烈的爆炸,能显著提高反应的输出能量[7,8,9]。

国内对Co及其氧化物薄膜研究较少,2010年成华,张开黎等人[10]对如何改善Co3O4纳米排列提高电极高倍率性能进行了研究,提出Co3O4纳米线可以通过银镜反应在表面上均匀地加载银纳米粒子,四氧化三钴纳米排列使电极的高倍率性能大大提高。高导电性银纳米粒子充当Co3O4和活性材料的轻便运输网络。通过这种简单的方法来实现高容量以及惊人速度的能力。这种新型Co3O4/Ag复合纳米线阵列电极在超级电容器以及锂离子电池中的实际应用具有很大的潜力。

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