以有序結(jié)構(gòu)疊氮化銅納米線陣列為研究對(duì)象,結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象開展原位反應(yīng)機(jī)理分析,在此基礎(chǔ)上,首次建立了疊氮化銅納米線陣列三維穩(wěn)態(tài)氣固未反應(yīng)核數(shù)學(xué)模型;通過對(duì)比反應(yīng)時(shí)間對(duì)疊氮化程度的影響規(guī)律,驗(yàn)證反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的正確性。研究結(jié)果表明,疊氮化反應(yīng)程度隨反應(yīng)時(shí)間增加而增加,反應(yīng)時(shí)間大于15h后,反應(yīng)速率減緩。反應(yīng)時(shí)間與疊氮化銅納米線陣列疊氮化程度較好地符合S型函數(shù)Dose Resp模型,模擬仿真結(jié)果可為疊氮化銅納米線陣列工藝參數(shù)優(yōu)化及爆炸性能研究提供數(shù)據(jù)支撐。

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圖3疊氮化銅納米線陣列反應(yīng)進(jìn)程模型簡(jiǎn)圖

納米線為等間距，單根銅納米線為無孔隙的圓柱形結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)物疊氮化銅為多孔固體，疊氮化反應(yīng)僅發(fā)生在納米線側(cè)面，反應(yīng)過程中納米線直徑變大。圖1疊氮化銅納米線陣列原位疊氮化過程的SEM圖Fig.1SEMimagesofcopperazidenanowiresarrayatdifferen....

圖2疊氮化銅納米線陣列原位疊氮化過程原理圖

部銅表面，才能進(jìn)一步發(fā)生氣固反應(yīng)。這就要求疊氮化銅必須為多孔結(jié)構(gòu)。隨著疊氮化反應(yīng)的進(jìn)行，疊氮化銅層變厚，銅納米線收縮，最終完全轉(zhuǎn)化為疊氮化銅納米線。隨著銅納米線在反應(yīng)過程體積增大，納米線間孔隙會(huì)被增加體積填充，導(dǎo)致銅納米線陣列薄膜孔隙率減小，疊氮酸反應(yīng)氣體在薄膜內(nèi)部擴(kuò)散阻力增加，....

圖1疊氮化銅納米線陣列原位疊氮化過程的SEM圖

???憷┥ⅲ?锏僥誆客?礱媯?拍?進(jìn)一步發(fā)生氣固反應(yīng)。這就要求疊氮化銅必須為多孔結(jié)構(gòu)。隨著疊氮化反應(yīng)的進(jìn)行，疊氮化銅層變厚，銅納米線收縮，最終完全轉(zhuǎn)化為疊氮化銅納米線。隨著銅納米線在反應(yīng)過程體積增大，納米線間孔隙會(huì)被增加體積填充，導(dǎo)致銅納米線陣列薄膜孔隙率減小，疊氮酸反應(yīng)氣體在薄....

圖4不同反應(yīng)時(shí)間下單根銅納米線的仿真計(jì)算結(jié)構(gòu)圖

a、b為化學(xué)計(jì)量系數(shù)，無量綱；t為時(shí)間，s。2.2銅納米線陣列薄膜的宏觀反應(yīng)模型宏觀反應(yīng)模型是通過反應(yīng)氣體A疊氮酸的消耗進(jìn)行體現(xiàn)的，對(duì)反應(yīng)氣體A疊氮酸而言，滿足多孔介質(zhì)中的非穩(wěn)態(tài)反應(yīng)擴(kuò)散方程，即：（10）式（10）中：DAb為反應(yīng)氣體A在銅納米線陣列薄膜中的有效擴(kuò)散系數(shù)，m2·s....

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