空心結(jié)構(gòu)的Al/PTFE 基反應(yīng)材料構(gòu)筑及其燃燒性能

汪 鑫，鄭達(dá)偉，周 旭，黃業(yè)明，王敦舉

（四川省新型含能材料軍民融合協(xié)同創(chuàng)新中心，西南科技大學(xué)國防科技學(xué)院，四川 綿陽 621010）

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納米鋁熱劑（又稱亞穩(wěn)態(tài)分子間復(fù)合物，MICs），相比于傳統(tǒng)的鋁熱劑具有比表面積高、熱釋放速率快和反應(yīng)猛烈等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、爆破、航空航天等領(lǐng)域［1］。氟聚物中由于含有電負(fù)性極高的氟元素，在一定程度上可代替氧元素，在納米鋁熱劑中作為一種優(yōu)秀的氧化劑參與反應(yīng)［2-5］。研究發(fā)現(xiàn)，鋁氟反應(yīng)比鋁氧反應(yīng)會(huì)釋放更多的熱量［6］，同時(shí)鋁氟反應(yīng)比鋁氧反應(yīng)的摩爾能量密度高2 倍［7］，含氟鋁熱劑展現(xiàn)出的高能量密度和出色的放熱性能，在軍工領(lǐng)域有著重要的使用價(jià)值［8-12］。此外，鋁氟反應(yīng)產(chǎn)物AlF3在遠(yuǎn)低于Al 燃燒溫度（1276 ℃）時(shí)即可升華，這使得鋁表面可以一直暴露于氧化體系中，促進(jìn)氧化反應(yīng)［13］。該材料的上述優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的極大興趣。

聚四氟乙烯（PTFE）在氟聚物中的氟含量最高，鋁/聚四氟乙烯（Al/PTFE）作為一種典型的納米含能復(fù)合材料，在軍事領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力，使得人們對(duì)Al/PTFE 材料開展了大量研究。如Wu 等［14］研究了不同PTFE 含量的固態(tài)含氟鋁熱劑，發(fā)現(xiàn)隨著PTFE 含量的增加，含氟鋁熱劑的強(qiáng)度提高，并發(fā)生劇烈放熱反應(yīng)；該團(tuán)隊(duì)還通過向Al/PTFE 體系中引入MoO3和MgH2制備了多組分復(fù)合含能材料，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MoO3和MgH2的加入明顯改善了Al/PTFE 材料的點(diǎn)火性能和燃燒性能［15-16］。Wang 等［17］采用超聲混合技術(shù)制備了碳納米管和石墨烯復(fù)合的Al/PTFE 復(fù)合材料，結(jié)果表明對(duì)于含碳納米管的Al/PTFE 復(fù)合材料，其能量輸出和燃燒速度顯著提高。……