[发明专利]纳米Mg/Fe2

说明书

纳米Mg/Fe₂O₃含能薄膜的低压制备方法，包括：利用氯化铁、盐酸、聚乙二醇(PEG)、水和乙醇以及氢氧化钠制备纳米Fe₂O₃；将所得纳米Fe₂O₃粉末和Mg粉加入水中形成分散液；再利用乙烯基三(β‑甲氧乙氧基)硅烷和十六烷基三甲基季铵溴化铵将上述分散液形成稳定悬浮液；最后利用低压电泳法在阴极片材基底上形成纳米Mg/Fe₂O₃含能薄膜。本发明制备成本低廉、高效，不仅突破了纳米Mg粉和Fe₂O₃同向高效沉积的困境，同时极大的降低了电压，因此制备安全性大幅提高。并且，本发明制备得到的超级含能材料附着力强，稳定性佳，在国防军工，MEMS，爆破等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种制备纳米含能材料的制备方法，具体地说，涉及一种新型Mg/Fe₂O₃纳米含能材料复合薄膜的低压制备。

背景技术

含能材料(Energetic Materials)作为一种反应性材料，广义上是指在一定外部触发条件下，可以独立进行快速化学反应，并释放大量能量的一类物质。目前研究的含能材料主要包括发射药，推进剂，炸药以及烟火剂，并且具有广阔的应用前景。纳米铝热剂等含能材料因其高反应活性和高能量密度逐渐引起人们的兴趣。

目前，制备纳米含能材料的方法主要有磁控溅射法、物理混合、涂抹法、高能球磨法、蒸镀法、电沉积法等。其中电化学组装法因其便捷的制备工艺和快速的成膜效率颇为引人注目，但存在电压过高(大于100V)所导致的操作风险和安全隐患；此外，所得含能薄膜的附着力不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压法电泳制备超级含能材料的方法，其能有效的克服上述的某种或者某些缺点。

根据本发明的纳米Mg/Fe₂O₃含能薄膜的制备方法，包括：

将氯化铁、盐酸和聚乙二醇(PEG)添加至等体积比的水和乙醇中形成混合液，其中氯化铁的浓度为0.02～0.1mol/L，盐酸浓度为 0.1～0.6mol/L，PEG浓度为0.0001～0.001mol/L，

55℃～75℃条件下恒温水浴加热混合液，并向混合液中滴入氢氧化钠以反应生成Fe₂O₃，其中所述氢氧化钠与所述氯化铁的摩尔比约为20:1；

离心分离混合液以获得Fe₂O₃粉末，并真空干燥；

将所得Fe₂O₃粉末和Mg粉加入(分散剂)水中，密闭条件下 (隔绝空气)超声分散10～30min以形成分散液，其中Fe₂O₃和Mg 的摩尔比为1:1.5～1:2.5，并且二者的总浓度为1.0g/L～4.0g/L；

再将等体积比的乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷和十六烷基三甲基季铵溴化铵加入上述分散液后继续超声分散20min左右以获得 (稳态)悬浮液，二者的加入总体积与分散液的体积比为 2:100～10:100；

将包含阴极和阳极的片材电极对插入上述悬浮液中执行电泳，从而在阴极上形成纳米Mg/Fe₂O₃含能薄膜，其中电极间距为 0.6～1.4cm，电泳电压为1～5V，温度为298±2K。

在本发明的替代实施例中，也可以使用十八烷基二甲基苄基季铵氯化铵和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷来分别替代十六烷基三甲基季铵溴化铵和乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。