[发明专利]Al/NiO片状铝热剂的制备方法

说明书

Al/NiO片状铝热剂的制备方法，包括：提供片状可剥离金属基底；配置水热合成反应液；执行水热合成反应以在基底上获得前驱体；焙烧前驱体以在基底上形成NiO片层；最后在NiO片层上再磁控溅射纳米铝膜，从而得到片状Al/NiO纳米含能材料复合薄膜。本发明的铝热剂储存、携带方便，生产成本低，环境友好，燃烧放热性能优异。

技术领域

本发明涉及一种纳米含能材料复合薄膜的制备方法。

背景技术

传统的铝热剂只是简单混合铝粉和金属氧化物，所以铝热表面反应速率较慢，点火温度较高，实际的放热量也很低，很难满足军事等特殊工业较高要求的需要。现有的一些实验室铝热剂制备方法虽然在很多方面有所改进，但在铝热反应的传质速率、工艺设计、环境友好性、使用便利性及工业化生产等方面仍然无法令人满意。

发明内容

本发明的目的在于提供性能更加优良的铝热剂。

根据本发明的第一方面，提供了一种Al/NiO片状铝热剂的制备方法，包括：

提供片状金属基底；

将硫酸镍和氢氧化钠以摩尔比1:2左右混合形成混合液；

使用硫酸调节混合液的pH值为5-9；

将调节pH值后的混合液移置入反应釜中；

再在反应釜中放入基底；

使反应釜温度保持150～260℃，反应12～24h，从而在基底上附着形成(浅绿色)前驱体；

取出附着有前驱体的基底，并使用蒸馏水和乙醇分别对前驱体进行超声清洗；

对清洗后的前驱体进行焙烧处理以在基底上形成NiO片层，其中焙烧温度为300～400℃，焙烧时间为2h；

然后再将基底上形成的NiO片层冷却至室温；

最后在NiO片层上再磁控溅射纳米铝膜，从而得到片状Al/NiO纳米含能材料复合薄膜。

根据本发明的方法，还可以包括：对所得片状Al/NiO纳米含能材料复合薄膜进行真空干燥降温。之后，还可以进一步包括：从所得片状Al/NiO纳米含能材料复合薄膜去除或剥离金属基底。

根据本发明的方法，还可以包括：在硫酸镍和氢氧化钠所形成的混合液加入，1,4-丁炔二醇和聚乙二醇(PEG)，其中1,4-丁炔二醇和PEG的摩尔比为1:1左右，1,4-丁炔二醇和硫酸镍的摩尔比为1:2000左右。在本发明中，1,4-丁炔二醇有助于提高致密度和亮度，聚乙二醇则通过改善表面的带电情况实现片状NiO的生成。

在本发明中，优选使用PEG2000。

根据本发明，磁控溅射参数优选为：负偏压1.6×10³V、极间距0.07m、保护气体(氩气)压力0.70Pa；溅射镀覆时间为0.2～0.5h。

根据本发明，金属基底可以为Ti片、Cu片、不锈钢片或Ni片，优选使用Ni片。

根据本发明的第二方面，提供了一种铝热剂，由上述方法制备。

本发明通过使用金属基底，简化了前驱体的收集工作并方便了后续加工处理和储存。

本发明的片状金属基底还优选进一步设置有断裂线，以形成所需大小的合适片区，从而便于后续剥离金属基底。此外，根据需要，可以仅仅剥离(例如通过沿断裂线执行简单的掰断动作)所需数量的片区，从而方便剩余铝热剂的储存和携带。

本发明还至少具有以下优点：

本发明所制备的Al/NiO片状铝热剂纳米含能材料复合薄膜表面分布均匀，大幅提升了铝粉与氧化物的接触面积及均匀程度，几乎不存在团聚现象；