基于多孔硅納米線的含能材料的制備及性能調(diào)控

編號：NMJS08593

篇名：基于多孔硅納米線的含能材料的制備及性能調(diào)控

作者：高嘯 宋長坤 徐建勇 雷孝廷 陳俊宏 俞春培 程鶴 張文超

關(guān)鍵詞： 物理化學(xué) 復(fù)合含能材料 多孔硅納米線 氧燃比 點火與燃燒

機構(gòu)： 南京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 微納含能器件工業(yè)和信息化部重點實驗室

摘要： 納米多孔硅由于其海綿狀的孔隙結(jié)構(gòu),氧化劑很難充分填充,導(dǎo)致多孔硅復(fù)合含能材料多為富燃料體系;同時其孔隙率難以調(diào)節(jié),無法精確控制氧燃比。針對以上問題,以緊密排列的單層聚苯乙烯微球為模板,通過反應(yīng)性離子刻蝕(Reaction Ion Etching,RIE)技術(shù)結(jié)合金屬輔助化學(xué)刻蝕(Metal-Assisted Chemical Etching,MACE)制備得到了形貌結(jié)構(gòu)可控的多孔硅納米線,通過控制RIE時間能夠精準調(diào)節(jié)多孔硅復(fù)合體系的氧燃比,同時二維線狀結(jié)構(gòu)非常有利于氧化劑的高效填充。結(jié)果表明,在RIE時間為80s,即硅納米線直徑為150nm左右時,復(fù)合含能體系達到最佳化學(xué)計量反應(yīng)平衡,能量輸出最佳。同時,選用不同電阻率的硅片制備得到不同結(jié)構(gòu)形貌的硅納米線,電阻率越低,納米復(fù)合含能體系中的硅納米線結(jié)構(gòu)越疏松多孔,不僅能夠有效縮短傳質(zhì)傳熱距離,降低反應(yīng)活化能,有利于增強反應(yīng)放熱;而且能提升燃燒性能,有利于點火,為硅基含能材料的發(fā)展提供了新的思路。