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复合含能材料具有广泛的军事应用,它是以一个或多个含能组分为主体,加入适当的添加剂或粘结剂所构成的复合体系。将含能材料的组分纳米化,并使其均匀分散在复合体系中,可以发挥纳米材料的表面特性,改善传统含能材料的性能,提高其实际使用效果。本文利用溶胶—凝胶法和碳纳米管阵列,对纳米复合含能材料的制备技术及其相关性能进行了探索研究。 利用溶液结晶法制备了RDX/SiO2的凝胶,并通过冷冻干燥和超临界干燥方法分别制备得到RDX/SiO2纳米复合含能材料的干凝胶和气凝胶。采用粉末添加法也制备了RDX/SiO2的凝胶,经冷冻干燥后得到干凝胶。 SEM、TEM及XRD等形貌及微结构分析表明,溶液结晶法可以有效控制RDX的晶体生长,且RDX纳米颗粒均匀分散在SiO2基体的纳米网格中,RDX/SiO2纳米复合炸药的干凝胶及气凝胶具有较为完整的一体化结构。 溶液结晶法制备的RDX/SiO2纳米复合炸药与原料RDX进行DSC比较分析表明,纳米复合炸药中RDX的起始分解及峰值温度都有所降低。撞击感度测试结果表明溶液结晶法和粉末添加法制备的RDX/SiO2纳米复合炸药撞击感度降低,并且随着SiO2基体比例的增多而降幅增大。溶液结晶法制备的RDX/SiO2纳米复合炸药干凝胶的静电火花感度也受基体的影响有所降低。 利用有序碳纳米管的孔腔,探索研究了碳纳米管填充RDX制备高能炸药/碳纳米管复合炸药阵列的方法。微结构分析表明RDX已被填充进入碳纳米管的孔腔中形成RDX纳米线阵列。对RDX/碳纳米管纳米复合炸药的DSC热分析表明,碳管孔腔中的RDX较原料RDX的起始分解及峰值温度都明显提前。 纳米复合含能材料的这些新特征,为其进一步研究及军事应用提出了新课题。