多层箔反应活性研究

反应活性纳米层状材料是另一类典型的纳米含能材料，也称为活性多层纳米箔或活性多层箔，是由两种或多种不同的材料彼此堆叠制成的。局部热、光学或机械冲击均能使其发生自蔓延放热反应。图4.4和图4.5所示分别为通过物理气相沉积法［PET 10b］和机械碾压法［STO 14，STO 13，ADA 15］制备的Al／CuO和Al／Ni多层箔的横截面图像。

活性多层箔的研究始于20世纪90年代，多层反应箔的概念最早由Thompson等于1990年提出，他们制备出了单层厚度在60～300 nm的Al／Ni膜（约10－7Torr^[1]的电子束进行蒸发沉积）［MA 90］。该方法已申请专利，美国学者随后进行了广泛的研究，同时引起了部分欧洲学者的兴趣。基本科学问题及潜在应用两者一起促进了活性多层箔的研究，前者旨在利用这些材料为不同加热条件下的相变分析提供模型，它还为金属－氧化物或金属－金属燃烧的分析、经验或数值模型研究提供了理想结构［BLO 03，EDE 94，BAR 97，TRE 10，KIM 11，TRE 08，FAD 10，ZHA 07b，BAR 11，WEI 11a］。多层箔材料已经逐步应用到包括接合、钎焊、密封和二次点火反应在内的各种领域，在第6章将详细介绍这些应用。

图4.4　CuO／Al多层箔的高分辨率透射电镜图像(www.xing528.com)

图4.5　不同方法制备的Al／Ni扫描电镜图像

（a）气相沉积法；（b）机械碾压法［KNE 09］（版权2009，美国物理学会）