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原子层沉积在含能材料合成及表面纳米修饰中的应用

冯昊  秦利军  
【摘要】:原子层沉积(Atomic Layer Deposition,简称ALD)技术是一种前沿的薄膜沉积与纳米结构合成技术。它通过周期性操纵气态反应物前驱体与基底之间表面饱和的化学反应进行高度可控的薄膜生长。ALD技术能够实现原子级的薄膜厚度控制,适用于大面积及具有复杂几何形状的基底,并且薄膜沉积过程能够在较低的温度下进行,因此在含能材料合成及其表面改性方面具有广阔的应用前景。对于纳米级含能材料,ALD技术提供了一种严格遵循设计方案的纳米复合结构合成方法,可以促进不同种物质之间的充分接触,调节和改善含能材料的能量输出方式。利用ALD技术制备的核-壳结构纳米铝热剂,其反应速度和反应完全性获得了明显提升~([1])。对于微米级含能材料,ALD技术提供了一种精密、可靠、高度自动化的表面处理方法,采用ALD技术对含能材料进行表面纳米修饰,最有可能在尽量不影响其能量密度的前提下对含能材料实现完整、致密的包覆,起到改变材料相关表面性质的作用。利用ALD氧化铝对高性能氧化剂二硝酰胺铵进行表面包覆,可以对球形化颗粒起到结构支撑作用,并显著改善其空气稳定性~([2]);利用氧化铝、氧化锌对高性能炸药环四亚甲基四硝基胺进行表面处理,可以改变炸药颗粒表面导电、导热性,提高炸药的静电安全性能。

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