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亚稳态分子间复合物(Metastable Intermolecular Composites,MIC)是一种具有广阔应用前景的新型含能材料。MIC具有复合含能材料的高能量密度和优异点火性能,故成为近年来含能材料领域研究的热点。Al/MoO3 MIC的理论放热量为4750 J/g,绝热温度为3250 K,体积能量密度为18.4 KJ/cc。在目前的报道中只有关于Al/MoO3MIC粉体的制备及其性能研究,而未见有Al/MoO3 MIC阵列的相关研究报道。Al/MoO3 MIC阵列不仅能够克服粉体团聚的缺陷,而且易于与MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技术结合制备微纳米含能器件。本文首先采用火焰法在硅基底上成功地制备了有序MoO3纳米片阵列。其次,在MoO3纳米片阵列上沉积一层纳米铝膜,获得了Al/MoO3 MIC阵列。利用SEM、XRD、DTA-TG和DSC对其结构和热性能进行了表征,主要研究内容如下: (1)采用热蒸发法和火焰法两种方法氧化金属钼制备MoO3纳米片阵列。对基底上的MoO3进行SEM分析,发现热蒸发法不能得到有序的阵列结构,而采用火焰法在硅基底上成功地生长出了MoO3纳米片阵列。研究基底的种类、火焰燃料和生长时间等工艺条件对MoO3纳米片形貌的影响,获得了优化的生长条件:以硅片为基底,甲烷为火焰燃料,生长时间为5分钟。在这个条件下,获得的纳米片的长度约为10μm,宽度约为2μm,厚度约为500nm。通过SEM、TEM、XRD及RAMAN对纳米片的结构进行了表征,结果表明:所制备的样品为正交相的三氧化钼(α-MoO3)。 而且,随着生长时间延长,MoO3纳米片阵列上继续生长MoO3纳米片,进而得到树状MoO3阵列,实验观察了不同时间MoO3阵列的形貌,发现MoO3阵列的生长机制符合V-S生长机理。 (2)采用磁控溅射法和热蒸发法两种方法在MoO3纳米片阵列上沉积一层纳米铝膜,获得了Al/MoO3 MIC阵列。首先,采用磁控溅射法在MoO3纳米片阵列上沉积纳米铝。结果可以观察到纳米铝与MoO3形成一个核壳结构。沉积铝的厚度分别为:500 nm、1000nm、1500nm和2000nm。DSC测试结果表明对应的放热量分别为:1343 J/g、2170 J/g、2098 J/g、2044 J/g。其次,采用热蒸发法镀Al制备了Al/MoO3 MIC阵列。蒸发铝的厚度与磁控溅射法相同。观察发现纳米铝均匀的沉积在MoO3纳米片上。对应的放热量为:2718J/g、3276 J/g、3610 J/g和2944 J/g。对高放热量的样品(3610 J/g)进行了燃速测试,结果表明:在微小环境下(直径为1.0 mm玻璃管中)Al/MoO3 MIC能发生自持燃烧,燃速为1.46 m/s。 本文制备的Al/MoO3 MIC纳米片阵列,具有结构有序、能量密度较高和能够自持燃烧的特点。且制备工艺简单,易于大面积制备,可为新型含能材料的研究提供一条新途径。筛选出的优化工艺条件对于其它阵列MIC的制备具有借鉴意义,并且为Al/MoO3 MIC阵列在微纳米含能器件方面的应用提供了基础数据。