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高反应活性纳米含能材料的研究进展引言高反应活性单分子纳米含能材料亭，赵凤起，肖立柏火炸药学报安Materials含能材料纳米化后，除了具有普通尺寸含能材料的优异性能外，还有许多潜在的性能优势，如爆炸能量的释放更加完全、爆轰更接近于理想爆轰、很高的能量释放速率和燃烧(能量转化)效率、相对较好的感度、优良的力学性能等。因此，世界各国展开了对纳米含能材料的研究，主要集中在开发和探索纳米含能材料用作炸药和推进剂时的潜能及效用n4]。纳米含能材料的制备方法主要有高能机械球磨法、气相冷凝法、电火花爆炸法、高速气／液流粉碎法、溶胶一凝胶法、微乳液法、蒸发凝聚法、沉淀法、冲击结晶法、超临界流体法、水热合成法等[4]。本文介绍了高反应活性纳米含能材料领域的最新研究进展，对在含能材料中起不同功效的物质，特别是亚稳态分子间复合材料进行评述，讨论了未来的一些潜在研究方向和研究重点。1常用的含能材料是基于单分子化合物，是指在一个单分子中同时包含含能的燃烧剂和氧化剂成分，如TNT炸药、硝胺(RDX、HMX)、CL一20等[1嵋]。单分子含能化合物可使放热反应发生非常快，但其最大燃烧热往往受限于反应产物完全氧化后的生成焓，同时这类材料的能量密度相对较低。与单分子含能化合物相比，金属燃料的燃烧可获得较高的燃烧焓，且具有较高的能量密度。但其能量释放速率和燃烧速率相对较低，微米尺寸的金属粒子通常有一个相当长的点火延迟时间，这使其在炸药、推进剂以及烟火剂等含能材料的应用中不能Explosives&Propellants(西安近代化学研究所，陕西西安710065)要：综述了高反应活性纳米含能材料的最新研究进展，分别介绍了高反应活性单分子纳米含能材料和高反应活性纳米复合含能材料，特别是对超级铝热剂。即亚稳态分子间复合材料(MIC)进行评述。分析了高反应活性纳米含能材料制备、表征以及应用研究中存在的问题，指出高反应活性纳米含能材料未来的研究方向及重点，并对其潜在的应用领域及优越性进行了展望。附参考文献57篇。关键词：材料科学；纳米材料；含能材料；超级铝热剂；反应活性StudyActivityNano—Energetic基金项目：国家自然科学基金资助(20573098)；国防科技重点实验室基金资助(9140C3501041001)作者简介：安亭(1986一)，男，硕士研究生，从事纳米含能材料性能表征及制备应用的研究。第33卷第3期ChineseJournalof55摘中图分类号：TJ55文献标志码：A文章编号：1007—7812(2010)03—0055—08ProgressHighModernmonomolecularmetastablecomposites(MIC)werewords：materalthermites；activity收稿日期：2010—03—04；修回日期：2010—09一010年6月onANTing，ZHAOFeng—qi，XIAOLi—bai(Xi’anChemistryResearchInstitute。Xi’an71065，China)Abstract：Currentprogressinhighactivitynano-energeticmaterialswassummarized．Highnano—energeticmaterials，nanoeompositeenergeticandespeciallyforsuperthermitesi．e．intermolecularintroducedreviewed．Theproblemsexistedthepreparation。characterizationapplicationwereanalyzed．Thedevelopmentprospecthighlightedsomedirectionsfutureresearchdiscussed．Inaddition，theirpotentialfieldssuperioritiessuggested，with57references．Keyscience；nanometermaterials；energetic20f
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2高反应活性纳米复合含能材料完全充分地利用自身高能优势[5{]。1．1高活性纳米含能金属燃烧剂具有较高能量性能的活性金属粉体并不多，在含能材料中作为能量添加剂研究和使用较多的主要有铝、镁、硼等。纳米铝(n—A1)具有优异的综合性能，是最常见的金属基纳米活性材料组分，而其他纳米金属，如镁、硼或锆也可作为活性组分[7]。除铝以外的金属都有某些方面的性能缺陷，从而限制了在火炸药中的应用。最早的纳米铝制备是由俄罗斯科学家率先在惰性气氛中用电脉冲加热金属丝实现的，所制得的纳米铝产品命名为Elex或Alex，Ale