[发明专利]用于激光点火的氟化石墨烯光热转换膜的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于激光点火的氟化石墨烯光热转换膜的制备方法及应用，包括：将氧化石墨烯溶液通过真空抽滤成膜得到氧化石墨烯薄膜；将氧化石墨烯薄膜与氟化物溶液混合，搅拌，将其置于水热反应釜中，加水使水热反应釜的填充率为80％，进行氟化反应，得到氟化石墨烯薄膜；将氟化石墨烯薄膜清洗，干燥，得到用于激光点火的氟化石墨烯光热转换膜。本发明解决了氟化石墨烯难以在简单条件下成膜的技术难题；氟化石墨烯相较于其它光热材料在光照条件下具有较高的热能输出；氟化石墨烯具有优异的稳定性，对于含能材料与器件而言具有极佳的贮存特性。本发明制备的氟化石墨烯薄膜可以实现含能材料的激光点火；制备步骤简单，易于推广。

技术领域

本发明属于激光点火技术领域，具体涉及一种用于激光点火的氟化石墨烯光热转换膜的制备方法及在激光点火中的应用。

背景技术

含能材料的点火与起爆是武器系统实现正常功能的关键。随着时代的发展，点火方式的可靠性和安全性开始受到人们的关注。目前，含能材料的起爆技术主要通过电能产生破片、等离子体、高温等形式的能量达到其点火阈值实现点火。然而由于静电的存在，使得电雷管点火技术的安全性受到挑战，亟待开发一种安全和可靠的点火方式。

激光点火是通过激光直接照射含能材料或是照射光热转换材料通过光生热点实现含能材料点火的技术。具有可靠性高，可操作性强，安全性高等优点而受到广泛的研究。然而光热转换材料的通常面临着稳定性差、光热转换能力差，贮存性能差等缺点，因此开发一种具有高贮存能力、高光热转换能力以及稳定性好的光热材料对于先进激光点火器件与系统的设计具有重要的意义。

基于此，本发明选取具有氟化石墨烯膜用于激光点火的光热转换膜，一方面氟化石墨烯具有优异的光热转换特性、贮存性和稳定性，同时，氟化石墨烯具有较好的导电性，可以有效的降低含能材料的感度，这对于先进火工品的设计和应用具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于激光点火的氟化石墨烯光热转换膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将氧化石墨烯溶液通过真空抽滤成膜得到氧化石墨烯薄膜；

步骤二、将氧化石墨烯薄膜与氟化物溶液混合，搅拌，将其置于水热反应釜中，加水使水热反应釜的填充率为80％，进行氟化反应，得到氟化石墨烯薄膜；

步骤三、将氟化石墨烯薄膜清洗，干燥，得到用于激光点火的氟化石墨烯光热转换膜。

优选的是，所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.1mg/mL-20mg/mL。

优选的是，所述氟化物溶液为氢氟酸溶液、氟化铵溶液、氟化锂溶液、氟化钠溶液、氟化钾溶液的一种或多种。

优选的是，所述氟化物溶液的浓度为1wt％-40wt％。

优选的是，所述步骤二中，搅拌的时间为30～45min；氟化反应的温度为150℃～250℃，时间为12h～96h。

优选的是，所述氧化石墨烯溶液与氟化物溶液的体积比为1:3。

优选的是，所述步骤二的过程替换为：将氧化石墨烯薄膜与氟化物溶液混合，搅拌后装入耐高压的聚氯乙烯袋中，放入高静压处理设备中，加压进行高静压处理，然后将其置于水热反应釜中，加水使水热反应釜的填充率为80％，进行氟化反应，得到氟化石墨烯薄膜；且在水热反应釜中进行氟化反应的同时施加双频超声。