硅纳米线的制备及含能化研究

发布时间：2021-04-23 13:35

　　本文以p型单晶硅片为原材料,选用金属辅助化学刻蚀法中的“两步法”制备得到形貌均一、与硅衬底结合紧密的硅纳米线。随后以高氯酸钠为氧化剂,采用真空填充与物理混合两种方式复合得到硅纳米线含能材料。探究了刻蚀时间与硅片电阻率对硅纳米线含能材料放热及燃烧性能的影响规律。获得的主要研究结果如下:硅片电阻率对硅纳米线的表面粗糙度具有明显影响,随着硅片电阻率的减小,硅纳米线表面由光滑变得粗糙多孔,且单晶结构被破坏;以电阻率8¹2Ω·cm的硅片为原材料,制备的硅纳米线长度与刻蚀时间呈线性相关,其刻蚀速率约为0.36μm·min^-1。采用DSC对物理混合的硅纳米线含能材料进行热性能测试,结果表明:随着刻蚀时间增加硅纳米线含能材料的放热量逐渐减少,随着硅片电阻率的减小其放热量增大,其中以电阻率为0.001⁰.005Ω·cm的硅片制得的硅纳米线含能材料放热量最高,达1543J·g^-1。对真空填充的硅纳米线含能材料进行激光点火测试,结果表明:随着刻蚀时间的增加,硅纳米线含能材料火焰持续时间更长、亮度更高;随着硅片电阻率的减小... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 纳米硅基含能材料的研究现状
        1.2.1 纳米多孔硅含能材料
        1.2.2 纳米硅粉含能材料
        1.2.3 硅纳米线含能材料
    1.3 金属辅助刻蚀法制备硅纳米线概述
        1.3.1 金属辅助化学刻蚀反应机理
        1.3.2 金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线的影响因素
    1.4 本文主要研究内容
2 硅纳米线的制备及表征
    2.1 引言
    2.2 硅纳米线的制备
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 硅纳米线制备条件的探究
    2.3 硅纳米线形貌的影响因素研究
        2.3.1 刻蚀时间对硅纳米线形貌的影响
        2.3.2 硅片电阻率对硅纳米线形貌的影响
    2.4 本章小结
3 硅纳米线复合高氯酸钠的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 硅纳米线复合高氯酸钠的制备
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 实验步骤
    3.3 硅纳米线复合高氯酸钠的表征与性能测试
        3.3.1 物相表征
        3.3.2 形貌表征
        3.3.3 元素表征
        3.3.4 热性能分析
        3.3.5 点火性能测试
    3.4 本章小结
4 硅纳米线填充高氯酸钠的吸湿性改善
    4.1 引言
    4.2 硅纳米线依次填充高氯酸钠、硫的样品制备
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 实验步骤
    4.3 硅纳米线依次填充高氯酸钠、硫的样品表征与性能测试
        4.3.1 物性表征
        4.3.2 吸湿性实验
        4.3.3 热性能分析
        4.3.4 点火性能测试
    4.4 本章小结
5 不同电阻率的硅纳米线反应活性分析
    5.1 引言
    5.2 硅纳米线氧化程度分析
    5.3 硅纳米线含能材料的DSC测试产物分析
    5.4 硅纳米线的热重分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米多孔硅的制备及其性能研究[J]. 蒋志行,韩朝江,周勇,马拥军,杨光成,裴重华.  火炸药学报. 2012(06)
[2]多孔硅含能芯片的制备工艺和性能研究[J]. 王守旭,沈瑞琪,叶迎华.  含能材料. 2010(05)
[3]新一代火工技术及其应用[J]. 孔俊峰,李兵.  国防技术基础. 2010(07)
[4]纳米多孔硅含能芯片性能研究[J]. 薛艳,卢斌,解瑞珍,任小明,杜云峰.  火工品. 2008(06)

硕士论文
[1]多孔硅/硫复合材料合成与爆炸性能评价[D]. 陈建文.重庆大学 2009
[2]图案化多孔硅制备、表征与爆炸特性研究[D]. 江梅.重庆大学 2008
[3]多孔硅爆炸复合物发火性能的研究[D]. 王守旭.南京理工大学 2007



本文编号：3155427