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
關鍵詞： 物理化學 復合含能材料 多孔硅納米線 氧燃比 點火與燃燒
機構： 南京理工大學化學與化工學院 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構,氧化劑很難充分填充,導致多孔硅復合含能材料多為富燃料體系;同時其孔隙率難以調節(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,通過反應性離子刻蝕(Reaction Ion Etching,RIE)技術結合金屬輔助化學刻蝕(Metal-Assisted Chemical Etching,MACE)制備得到了形貌結構可控的多孔硅納米線,通過控制RIE時間能夠精準調節(jié)多孔硅復合體系的氧燃比,同時二維線狀結構非常有利于氧化劑的高效填充。結果表明,在RIE時間為80s,即硅納米線直徑為150nm左右時,復合含能體系達到最佳化學計量反應平衡,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構形貌的硅納米線,電阻率越低,納米復合含能體系中的硅納米線結構越疏松多孔,不僅能夠有效縮短傳質傳熱距離,降低反應活化能,有利于增強反應放熱;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。
