EPD沉积法制备密度为29%TMD的Al/CuO纳米铝热剂薄膜

电泳沉积技术（EPD）可用于沉积厚度为几十微米至几百微米的薄膜。2012年美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的Sullivan等提出使用该技术在不同基片上沉积纳米铝热剂薄膜［SUL 12b］，如图4.27所示。

图4.27　美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室使用的EPD沉积铝热剂示意图［SUL 12a］（版权2004，爱思唯尔出版集团）

他们制备了密度为29%TMD的Al／CuO纳米铝热剂薄膜，具体操作步骤为：首先在体积比为3∶1的乙醇／水溶液中制备占总体积0.2%的纳米粉末稳定分散液；然后将该分散液在200 W功率、50%占空比条件下边搅拌边超声处理60 s，随后加入10 mL水［SUL 12b］；静置8 h，分散液稳定到足以在最高场强为200 V／cm的电磁场中发生沉积。

图4.28　采用EDP制备的Al／CuO纳米铝热剂俯视图、截面图和元素分析图像［SUL 12a］（版权2012，爱思唯尔出版集团）(www.xing528.com)

图4.28中为EPD制备的Al／CuO纳米铝热剂的俯视图和截面图。从图中可以看出，Al／CuO薄膜在干燥时会出现裂纹。通过元素成像发现材料中的可燃剂－氧化剂没有明显分离，这说明使用EPD技术可以很好地混合铝热剂。沉积铝热剂的光学图像如图4.29所示。沉积膜中成分当量比可作为前驱分散液组成的函数，Al和CuO间表面电荷不同，沉积速率也会有所差异。假设沉积速率与浓度是线性相关的，利用线性校正因子可以获得沉积速率。Sullivan等提出Al／CuO膜的当量比（φf）是分散液质量当量比（φd）的线性函数：φf＝0.566φd［SUL 12a］。应当注意的是，当量比的校正因子（φf／φd）是与系统相关的，如果EPD系统变化了，二者可能是非线性的。

图4.29　一些铝热剂沉积物的光学图像［SUL 12a］（版权2012，爱思唯尔出版集团）

【注释】

[1]Torr是压强单位，1 Torr≈133.322 Pa。