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《重庆大学》 2009年
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多孔硅/硫复合材料合成与爆炸性能评价

陈建文  
【摘要】: 含能材料是在一定的外界能量刺激下,能自身发生激烈氧化还原反应,可释放大量能量的物质。传统含能材料因爆炸能量不高和环境污染等缺点而使其应用逐渐受到限制,发展高能量水平、环境友好的新型含能材料具有重要前景和意义。多孔硅含能材料具有爆炸能量高、爆炸产物环境危害少等特性而受到世界各国的广泛关注,但是目前对其爆炸性能和机理的研究还不成熟。论文结合国内外研究现状,以n-型单晶硅片为研究对象,采用电化学阳极氧化法制备多孔硅,并以硫为氧化剂制备多孔硅/硫复合材料;研究各影响因素对复合材料爆炸性能影响,具体内容如下: (1)采用电阻率为6.6520~8.3260Ω·cm的n-型单晶硅片以恒流电化学阳极氧化法制备多孔硅,考察了阳极氧化电流密度、氧化时间、电解液配比、温度和光照条件对多孔硅孔隙率的影响。 (2)采用SEM,FT-IR等对不同电流条件下制备的多孔硅进行结构和性质表征。结果表明,恒电流条件下制备的多孔硅表面裂纹少而粗;脉冲电流条件下制备的裂纹细而多,剖面图中可以看到双层结构。多孔硅厚度约为85μm,硅柱的宽度约为2~3μm;多孔硅表面存在大量Si-Hx键。 (3)研究不同电流信号制备多孔硅复合材料的爆炸性能,通过实验条件优化得到最优工艺条件:恒流阳极氧化电流密度40mA·cm~(-2),氧化时间20min,电解液组成为HF:C_2H_5OH =3:1(v/v);脉冲阳极氧化电流密度为大电流40mA·cm~(-2)、小电流4mA·cm~(-2),20~30个脉冲周期,氧化时间20min,电解液组成为HF:C_2H_5OH =3:1(v/v)。 (4)以升华硫和新生态硫为氧化剂制备多孔硅/硫复合材料,研究硫浓度、贮存方法及孔隙率等因素对复合材料爆炸性能影响,并测得其爆炸色温为3431K。 (5)采用FT-IR和XPS分别对多孔硅/硫、多孔硅/硝酸钆复合材料表面化学键进行分析,结果表明氧化剂与多孔硅之间存在相互作用,结构中有与硫有关的化学键形成,表面Si-Hx键被氧化为Si-O键。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ560.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 郑利红;高显色可调色温LED白光的研究[D];东华大学;2010年
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10 乔成芳;苯二四唑类含能化合物的合成、结构及其对高氯酸铵的热分解催化作用[D];西北大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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2 江雷,黄靖云,叶志镇;利用UHV/CVD技术在双层多孔硅上外延硅研究[J];材料科学与工程;2000年04期
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5 程璇,刘峰名,林昌健,温作新,田中群,薛茹;两步法制备多孔硅及其表征I:恒电流法(英文)[J];电化学;2000年04期
6 程璇,刘峰名,温作新,林昌健,田中群,薛茹;两步法制备多孔硅及其表征II :脉冲电流法(英文)[J];电化学;2001年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 陈道君;姜联成;范玉德;;含能材料机械加工安全控制技术[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
7 李东升;杨德仁;周成瑶;阙端麟;;多孔硅/Alq光电特性[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建文;多孔硅/硫复合材料合成与爆炸性能评价[D];重庆大学;2009年
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3 何文娣;新型含能材料LLM—105及其类似物的理论研究[D];四川大学;2002年
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5 王庆元;多孔硅生物化学表面修饰研究[D];山东师范大学;2011年
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7 张宝荣;含氮杂环系列含能材料的结构与性能研究[D];武汉理工大学;2010年
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9 赵毅;多孔硅与有机材料复合光电特性研究[D];浙江大学;2003年
10 郭成花;多孔硅复合ZnO和CdS纳米粒子的光致发光特性[D];山东师范大学;2003年
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