[发明专利]一种纳米铝热剂及其纳米铝热剂微自毁芯片的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米铝热剂及其纳米铝热剂微自毁芯片的制备方法，包括：将纳米铝粉和纳米钛粉分散于有机溶剂中，随后加入CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;纳米片，超声，静置后去除上层溶液并保留底部沉淀，将底部沉淀真空干燥，得到Al‑Ti/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;纳米铝热剂粉体。以硝化棉为粘结剂实现了含能薄膜的构筑，制备了基于Al‑Ti/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;纳米铝热剂的微自毁芯片。多金属氧酸盐CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;可以赋予Al‑Ti/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;纳米铝热剂高温和高压双重的反应特性。Al‑Ti/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;微自毁芯片集燃烧、产气和毁伤性能为一体，同时还具备优异的抗跌落能力，有望满足广泛的自毁需求。

技术领域

本发明属于含能材料制备领域，具体涉及一种一种纳米铝热剂及其纳米铝热剂微自毁芯片的制备方法。

背景技术

铝热剂是由还原剂和氧化剂组成的非匀相混合物，在发生氧化还原反应时释放高温和高热，因此在金属焊接、火炸药、火箭推进剂和微起爆等领域有着广泛的应用。大多数的研究使用单一金属氧化物(如CuO、Fe₂O₃、MoO₃等)作为氧化剂来开发制备铝热剂。然而，单一金属氧化物的特性有限，很难同时实现自毁系统对高温及高压能量的需求，这就需要寻求更好的替代品。基于此，现有技术中有采用将细化后的CL-20添加到Al/CuO纳米铝热剂中，实现了铝热剂燃烧过程中的压力补偿，使得Al/CuO纳米铝热剂由燃烧过程转变为爆燃，以及通过简单的表面改性和超声波处理工艺在RDX表面包裹Al/Fe₂O₃纳米铝热剂形成壳核结构，通过外壳Al/Fe₂O₃纳米铝热剂的燃烧加速了RDX核的起爆。不过CL-20和RDX等此类烈性炸药的引入使得铝热剂在制备、储存和使用过程中存在危险性，因而具有相当的局限性。因此，多功能金属氧化物的开发对于铝热剂在自毁领域的应用具有重要意义。

已有研究表明，与单一氧化物相比，大多数复合氧化物具有协同效应、耐酸/耐碱、独特的空间结构、优异的催化性能以及更高的理论热释放量，能够赋予铝热剂更为优异的性能。在各类复合氧化物中，纳米CuBi₂O₄是一种具有尖晶石结构的双金属半导体材料，由于其合适的能带结构、高稳定性、生态友好等优点被广泛应用于电化学传感器、光电催化和污水处理领域。在众多的纳米铝热剂中，Al/CuO由于其理论焓值高，在燃烧时能产生极高的温度备受关注。另一方面，Al/Bi₂O₃在燃烧过程中可以释放大量的金属Bi蒸气从而提升压力输出。通过整合CuO和Bi₂O₃两种不同属性的氧化剂，在理论上有望同时实现高温高压的反应特性。然而，将多金属氧酸盐CuBi₂O₄应用于纳米铝热剂的研究至今未有人报道，同样将多金属氧酸盐CuBi₂O₄应用于纳米铝热剂制备的微自毁芯片也未见报道。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种纳米铝热剂的制备方法，包括：

将纳米铝粉和纳米钛粉分散于有机溶剂中，随后加入CuBi₂O₄纳米片，超声，静置后去除上层溶液并保留底部沉淀，将底部沉淀真空干燥，得到Al-Ti/CuBi₂O₄纳米铝热剂粉体。