Page 58 - 《含能材料》2018年优秀论文
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微 纳 米 含 能 材 料 研 究 进 展                                                                            1061

            文章编号：1006‐9941（2018）12‐1061‐13

            微纳米含能材料研究进展


            李凤生，刘 杰

           （南京理工大学化工学院国家特种超细粉体工程技术研究中心，江苏 南京 210094）

            摘  要： 微纳米含能材料由于其小尺寸效应、密实效应、高表面能与高表面活性，表现出优异的性能并获得良好的应用效果。基于
            国内外学者的相关研究工作，综述了当前微纳米含能材料制备所采用的重结晶技术、粉碎技术，以及微纳米含能材料的干燥技术、粒
            度与形貌表征方法、感度随粒度大小变化机理、应用方向及效果等方面的研究进展。指出微纳米含能材料今后应重点加强基础理
            论、模拟仿真、应用作用机制及工程化放大与实际应用等方面的研究工作，使微纳米含能材料尽快转入工程化应用，以加快高能固体
            推进剂、混合炸药、发射药以及火工烟火药剂的发展并提升其性能。
            关键词：微纳米；含能材料；制备；表征；机理；应用
            中图分类号：TJ55；O64                    文献标志码：A                                    DOI：10.11943/CJEM2018280







                                                                寸颗粒内部产生的高压应力能伴随有额外的能量释
            1   引 言                                             放，后来的理论及实验证明，在实际应用的尺度范围内

                                                                （如：30~100 nm）并没有表现出明显的能量优势。但
               “纳米”概念在 20 世纪中期被提出，但纳米材料的
                                                                单质含能材料的颗粒尺寸大小及分布对其感度与热分
            应用却在 4‐5 世纪就已经开始了，如教堂彩色玻璃、银
                                                                解特性产生显著的影响，并且对固体推进剂、混合炸药
            版照相术等。通常，纳米材料的三维尺寸中至少一维
                                                                等的力学性能、燃烧/爆炸性能、感度等也会产生显著
            尺寸小于 100 nm，包含颗粒（粉体）、薄膜、纤维等                 ［1-2］ 。
                                                                的影响，因而这也促使研究者全力开展微纳米单质含
            对于纳米粉体材料，其往往不是单一尺度的颗粒群，而
                                                                能材料（如黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）、六硝基六
            是同时含有不同尺度的纳米颗粒，或者还含有亚微米
                                                                氮杂异伍兹烷（CL‐20）、三氨基三硝基苯（TATB）、六硝
            级甚至微米级（通常指 10 μm 以下）颗粒；并且，从应                        基 茋（HNS）、1，1‐二 氨 基‐2，2‐二 硝 基 乙 烯（FOX‐7）、
            用情况来看，虽然目前真正大规模实际应用的主要是                             1‐氧‐2，6‐二氨基‐3，5‐二硝基吡嗪（LLM‐105）等）的制
            亚微米或微米粉体材料，但这其中也往往含有纳米级                             备技术与装备研究。在微纳米复合含能材料、尤其是
            颗粒。所以，纳米、亚微米及微米材料很难严格区分。                            纳米复合含能材料方面，学者们也开展了大量的研究

            因而，许多研究机构将微米、亚微米及纳米材料归于一                            工作  ［3］ 。由于这种复合体系具有小的临界直径，高反
            类开展研究，如清华大学就成立了微纳米研究中心、微                            应速率以及大放热量，适用于作为“爆炸芯片”，并且有
            纳米学会。对于含能材料的研究，亦是如此。                                些性能优异的纳米含能材料具有非常快的燃烧速度，
                对于微纳米单质含能材料，学者们早期寄望小尺                           可以应用于多种领域。例如，负载有高氯酸钠的纳米
                                                                多孔硅膜的燃烧速度超过 3000 m·s             -1［4］ 。但这种复合
            收稿日期：2018⁃09⁃30；修回日期：2018‐10⁃15                     体系中诸多反应的引发与传播机制，至今仍没有完全
            网络出版日期：2018‐10‐30
            基金项目：国家自然科学基金资助（51606102）                           彻底揭示。
            作 者 简 介 ：李 凤 生（1946-），男 ，教 授 、博 士 生 导 师 ，主 要 从 事 含 能     微纳米含能材料的颗粒尺寸大小、形状与形貌、粒
            材 料 高 品 质 微 纳 米 化 制 备 与 高 效 分 散 应 用 方 面 的 理 论 、技 术 、装 备  度分布、晶型结构、表面状态、分散性与流散性等，对其
            及工程化与产业化推广应用研究。e‐mail：lfs_njust@126.com
                                                                应用效果影响很大。这些特性与微纳米含能材料的制
            刘 杰（1987-），男 ，副 教 授 、硕 士 生 导 师 ，主 要 从 事 微 纳 米 含 能 材 料
            制备与应用研究。e‐mail：jie_liu1987@163.com                  备技术、干燥技术、表面处理技术及应用技术直接相
            引 用 本 文 ：李 凤 生 ,刘 杰 . 微 纳 米 含 能 材 料 研 究 进 展 [J]. 含 能 材 料 ,2018,26(12):1061-1073.
            LI Feng‑sheng,LIU Jie. Advances in Micro‑nano Energetic Materials[J]. Chinese Journal of Energetic Materials（Hanneng Cailiao）,2018,26(12):1061-1073.

            CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS              含能材料              2018 年  第 26 卷  第 12 期 （1061-1073）
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