【摘要】：疊氮化銅是一種極限起爆藥量低、輸出能量大且綠色環(huán)保的含能材料,但極高的靜電感度使其在實際應(yīng)用中受到限制。針對疊氮化銅靜電感度高這一特性,本文先將銅納米線與具有優(yōu)良導(dǎo)電性的碳材料(單壁碳納米管、還原氧化石墨烯)復(fù)合,再進一步制備碳基疊氮化銅復(fù)合含能材料。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)本文采用液相還原法制備了銅納米線,通過SEM、TEM、XRD、EDS等分析手段,對銅納米線的微觀形貌和晶相結(jié)構(gòu)進行了表征,結(jié)果表明銅納米線的生長形貌主要與無水乙二胺(EDA)加入量有關(guān)。在氫氧化鈉溶液為(200mL,15M)、硝酸銅溶液為(1OmL,0.1M)、水合肼為(25μL,35wt%)、EDA為1.5mL條件下,銅納米線長徑比最大,直徑約為90-120nm,長度在40-50 μm之間。探究了銅納米線生長機理,分析表明銅納米線是由銅納米顆粒逐漸生長而成;(2)將銅納米線與單壁碳納米管以不同比例混合制備銅納米線/單壁碳納米管復(fù)合材料,然后采用電泳沉積的方法將復(fù)合材料沉積在硅片上,對比不同配比條件下的復(fù)合效果,得到銅納米線與單壁碳納米管的最佳配比;通過氣-固相疊氮化反應(yīng)制備疊氮化銅/碳納米管復(fù)合含能材料,XRD結(jié)果表明銅納米線全部發(fā)生疊氮化反應(yīng),但反應(yīng)產(chǎn)物主要為疊氮化亞銅,疊氮化銅含量較少;復(fù)合材料的DSC分析結(jié)果表明,放熱反應(yīng)峰溫為192.2℃,放熱量約為1044.3J/g;通過靜電火花感度實驗計算復(fù)合含能材料的50%靜電發(fā)火能量為0.55mJ,表明分散在復(fù)合材料中的碳納米管能夠降低靜電感度;(3)在合成銅納米線過程中加入氧化石墨烯,以兒茶酸為還原劑將氧化石墨烯還原,制備銅納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合材料;采用電泳沉積的方法將復(fù)合材料沉積在硅片上,通過氣-固相疊氮化反應(yīng)制備疊氮化銅/還原氧化石墨烯復(fù)合含能材料,XRD結(jié)果表明銅全部轉(zhuǎn)化為疊氮化銅;復(fù)合含能材料DSC分析結(jié)果表明,放熱反應(yīng)峰溫為189.7℃,放熱量約為1521.5J/g;通過靜電火花感度實驗計算還原氧化石墨烯含量為15%的復(fù)合含能材料的50%靜電發(fā)火能量為0.92mJ,還原氧化石墨烯含量為25%的復(fù)合含能材料的50%靜電發(fā)火能量為1.43mJ,表明增加復(fù)合材料中還原氧化石墨烯的含量更有利于降低疊氮化銅的靜電感度。
【圖文】：

２．３．１邋ＳＥＭ邋分析逡逑（１）邐ＥＤＡ加入量為０．５ｍＬ逡逑圖２．１為ＥＤＡ用量為０．５ｍＬ時銅納米線的ＳＥＭ圖。由圖２．１（Ａ）可知，，生成的銅逡逑納米線直徑較細，直徑在１５０ｎｍ左右，長度較短，在３０－４０ｐｍ左右，由圖２．１（Ｂ）可以逡逑看到納米線一端有球形顆粒，表面較光滑。但生成的銅納米線形貌不均勻。逡逑圖２．１邋Ｅ；ＤＡ用量為０．５ｍＬ銅納米線ＳＥＭ圖逡逑（２）邐ＥＤＡ加入量為１．５ｍＬ逡逑圖２．２為ＥＤＡ用量為１．５ｍＬ時銅納米線的ＳＥＭ圖。由圖２．２（Ａ）可以看出，銅納米逡逑線直徑相對較粗，直徑在２００ｎｍ左右，長度在６０，左右，由圖２．２（Ｂ）可以觀察到，納逡逑米線表面有少量不規(guī)則刺狀物質(zhì)，有少量顆粒產(chǎn)生。但銅納米線形貌相對均一。逡逑~枊p呭ｉｆ耀逡逑圖２．２邋ＥＤＡ用量為１．５ｍＬ銅納米線ＳＥＭ圖逡逑９逡逑

２．３．１邋ＳＥＭ邋分析逡逑（１）邐ＥＤＡ加入量為０．５ｍＬ逡逑圖２．１為ＥＤＡ用量為０．５ｍＬ時銅納米線的ＳＥＭ圖。由圖２．１（Ａ）可知，生成的銅逡逑納米線直徑較細，直徑在１５０ｎｍ左右，長度較短，在３０－４０ｐｍ左右，由圖２．１（Ｂ）可以逡逑看到納米線一端有球形顆粒，表面較光滑。但生成的銅納米線形貌不均勻。逡逑圖２．１邋Ｅ；ＤＡ用量為０．５ｍＬ銅納米線ＳＥＭ圖逡逑（２）邐ＥＤＡ加入量為１．５ｍＬ逡逑圖２．２為ＥＤＡ用量為１．５ｍＬ時銅納米線的ＳＥＭ圖。由圖２．２（Ａ）可以看出，銅納米逡逑線直徑相對較粗，直徑在２００ｎｍ左右，長度在６０，左右，由圖２．２（Ｂ）可以觀察到，納逡逑米線表面有少量不規(guī)則刺狀物質(zhì)，有少量顆粒產(chǎn)生。但銅納米線形貌相對均一。逡逑~枊p呭ｉｆ耀逡逑圖２．２邋ＥＤＡ用量為１．５ｍＬ銅納米線ＳＥＭ圖逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ560.1

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本文編號：2696642