纳米α-FePS复合材料的制备及其热力学性能研究.pdf

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1、!第"#卷!第$期强激光与粒子束%&’("#，)&($!!*++,年$月-./-01234567346)80649.:53;36<7<=>(，*++,!文章编号：!"++"?@$**（*++,）+$?+@+A?+B!纳米!!"#$%&复合材料的制备及其热力学性能研究廖其龙，!丁建旭，!杨定明，!丁美风，!宋丽贤（西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳C*"+"+）!!摘!要：!采用油包水（2D1）的微乳液体系制备了粒度为*+E"++FG的!?HI。对纳米HI进行表面有机改性后分散到苯乙烯（7J）单体中，得到分散均匀的HID7J分散体系，用本体聚合的方法制备了纳米H

2、ID07复合材料。利用K48，93<，H9.4，73<及9/?87:分别研究了所得纳米HI的性能、复合材料的结构、纳米HI在07中的分散情况以及掺杂量对纳米HID07复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明：增加纳米!?HI的掺杂量能提高07的降解率，降低降解温度，增大热分解的焓变。!!关键词：!纳米HI；!聚苯乙烯；!激光聚变靶材；!热力学性能!!中图分类号：!9LBAC("!!!!文献标识码：!6［"］!!在惯性约束聚变（.:H）研究中，靶材料及其热核聚变靶的研制是重要的技术基础。.:H靶丸材料主要有空心玻璃微球（-/<）和空心聚合物微球（-0<）。聚合物材料具

3、有低密度、低原子序数的特性，可以降低辐射驱动内爆实验过程中燃料预热及流体力学不稳定性，提高实验增益，并且有利于实验过程中的诊断，因此-0<［*］是一种颇具前途的靶丸材料，其中07靶是研究最多应用最广的靶材料。.:H研究中，压缩氘氚燃料气体的半径及密度是靠K射线诊断的，但用大功率长波长激光打靶时，等离子体中各种非线性效应严重，由此产生的超热电子份额较大，使K射线烧蚀压缩靶丸更加困难，因而如何实现打靶过程中对压缩氘氚燃料气体的半径及密度的诊断是一项关键的技术。而高!金属放射的特征K射线与驱动源不同，在打靶时并不会被共振吸［$］收，因而高!金属的掺杂有利于实现对压缩氘氚燃

4、料气体的诊断。!!无机纳米粒子D聚合物复合材料不仅可以增强无机粒子的分散性、化学稳定性，降低无机粒子的表面张力，［@］而且可以增强聚合物的热力学、光谱学性能。纳米粒子与聚合物的复合材料的制备及其性能越来越受到关［B］［C］［,］注，采用的纳米粒子有"?HI$)，!?HI*1$，HI$1@等。近年来，纳米磁性粒子特别是纳米HI和HI基纳米合金被广泛用于制备复合材料，这是由于这些纳米粉体在聚合物中会影响复合材料的热力学性能，包括纳米粉体对复合材料热降解温度和降解率等的影响，掺杂量对复合材料的稳定性的影响，以及掺杂量对复合材料的焓变和比热等物理参数的影响等。!!本研究采用

5、微乳液法制备纳米!?HI，用硅烷偶联剂对制备的纳米!?HI进行表面有机改性，通过本体聚合的方法制备了纳米HI掺杂的07高分子复合材料，并研究了复合材料的热力学性能。’(实验部分’(’(实验用原料与测试仪器!!原料：实验中所采用的原料为分析纯化学试剂，包括HI:’*·@-*1，M;-@，正庚烷，异戊醇，十六烷基三甲基溴化铵（:96;），:*-B1-，苯乙烯（7J），硅烷偶联剂，偶氮二异丁腈，氢氧化钠，丙酮及无水乙醇。!!仪器：8DG=N!6"型射线衍射仪（日本理学电机），:O靶，M#"射线；P3

6、耐驰）；7934317:6)?@@+型立体扫描电子显微镜（英国5IQR=:=GS>QTUI）；)QR&’IJB,++智能傅里叶红外光谱仪（美国)QR&’IJ）。’)*(纳米"#粒子的制备*V!!将一定量的正庚烷、:96;和适量异戊醇与一定含量的HI溶液混合，搅拌均匀作为油相微乳液6；以相同的油水比配制M;-@微乳液体系;。反应时，先取一定量的微乳液6置于四口反应瓶中，通入)*进行保护，在一定的温度下搅拌、冷凝回流，同时将体系;缓慢滴加到6中，待体系;完全加入后，继续反应"W；然后!收稿日期：*++C?"+?$+；!!修订日期：*++,?+$?"*基金项目：国家自然科

7、学基金委?中国工程物理研究院联合资助课题（"+@,C+*@）作者简介：廖其龙（"#CB—），男，四川三台人，教授，博士，主要从事纳米复合材料的研究；’Q=&XQ’&FUYZ[OZJ(ITO(RF。第5期廖其龙等：纳米"D)*0?Q复合材料的制备及其热力学性能研究E$R在!"保护下自然冷却到室温。用无水乙醇、蒸馏水和丙酮溶液交替洗涤反应产物，并离心分离出的固体，最后将得到的黑色粉末于#$%下真空干燥&’。!"#$纳米%&’()分散体系的制备((将制备好的纳米)*粉在无水乙醇中超声分散+’，然后将分散均匀的纳米)*加入到有分散介质（!,-./’/-0!1,2*345