【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含能材料，特别涉及一种微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料及其制备方法。
技术介绍
1、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(3-nitro-1,2,4-triazol-5-one，简称nto)是一种非常具有应用前景的不敏感含能材料，具有高能量密度，良好的热稳定性和适当的机械灵敏度，经常被用作大功率导弹弹药及固体推进剂的重要组成部分。目前nto基混合炸药逐渐形成压装、熔铸、浇注三大系列，其中压装炸药的装药密度更高，可以获得更高的能量水平，经常被用作破甲和杀伤爆破战斗部中，是目前需求广泛的一类混合炸药。
2、压装混合炸药通过将nto基造型粉通过不同压力压装成药柱，其中nto基造型粉通过水溶液悬浮法造粒，表面包覆大量的高聚物粘结剂，这一方法虽然抑制了nto分子中逸出的酸性，有效降低了nto分子本身对战斗部外壳金属材料的腐蚀，但由于高含量高聚物粘结剂的包覆，限制了nto单质颗粒导热系数，影响nto基混合炸药的能量性能。因此如何在抑制nto酸性基础上不影响nto导热性能成为相关
人员和科研单位致力于解决的问题。
技术实现思路
1、为有效解决上述问题，本专利技术提出了一种微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料及其制备方法，针对nto颗粒在压装炸药中应用的酸性释放以及导热性能受到影响等问题。
2、本专利技术的目的是通过以下方式实现的：
3、一种微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法
4、具体包括以下步骤：
5、(1)过饱和含能材料悬浊液的制备：取过量的nto颗粒，加入去离子水，然后搅拌静置后，取上层清液制备得到饱和nto水溶液。再取定量的nto颗粒然后加入少量的nto饱和溶液，得到过饱和nto悬浊液；
6、(2)纳米al2o3分散液的制备：取一定量的纳米al2o3粉末然后加入去离子水，和/或，无水乙醇溶液，搅拌，超声分散，制备得纳米al2o3分散液；
7、(3)制备微纳米结构的al2o3/nto含能材料：向装有过饱和nto悬浊液溶液的烧杯中倒入纳米al2o3分散液，搅拌后，在加热作用下超声；最后经过过滤，洗涤，干燥得到具有微纳米结构的抑酸导热复合不敏感含能材料。
8、优选的，步骤(1)所述的nto微米颗粒的尺寸在10～1000μm范围内。
9、优选的，步骤(1)所述的nto颗粒的纯度≥98％。
10、优选的，步骤(1)所述的过量nto颗粒与去离子水的质量体积比为(30～35)g：(500～1500)ml；
11、优选的，步骤(1)所述的搅拌速度为100～300r/min，搅拌时间为5～30min，静置时间为10～120min；
12、优选的，步骤(1)所述的定量的nto颗粒与少量的nto饱和溶液的质量体积为(1～20)g：(3～30)ml；
13、优选的，步骤(2)所述的纳米al2o3粉末与去离子水，和/或，无水乙醇溶液的质量体积比为(0.1～1)g：(10～100)ml，去离子水与无水乙醇的体积比为0.1～1；
14、优选的，步骤(2)所述的搅拌速度为150～550r/min，搅拌时间为10～30min，
15、优选的，步骤(2)所述的超声频率和功率分别为20khz和800w，超声时间为3～40min；
16、优选的，步骤(3)所述的过饱和nto悬浊液和纳米al2o3分散液中固含物质量分数比为(95～99.5)％：(0.5～5)％；
17、优选的，步骤(3)所述的搅拌速度为300～600r/min，搅拌时间为10～40min；
18、优选的，步骤(3)所述的超声混合的频率和功率分别为20khz和800w，超声时间为5～30min，超声温度为35～65℃；
19、优选的，步骤(3)所述的洗涤过程，使用无水乙醇，和/或，去离子水的混合溶液洗涤2～4次；
20、优选的，步骤(3)所述的干燥条件在55～105℃下进行真空干燥，干燥时间为4～12h。
21、根据上述方案制备的微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料，其特征在于，该复合材料是由微米的核与纳米的壳组成的复合材料，其中，壳层由纳米粉末al2o3包覆在核层表面，内核为微米的nto颗粒，粒径为120～150微米；包覆之后的复合材料粒子尺寸基本未发生变化。
22、本专利技术的原理为：纳米al2o3表面存在有大量o-h键，这些羟基是由金属氧化物表面的水分子与金属离子之间的反应形成的。这些大量存在的o-h与nto分子上n-h键会发生强烈的分子间相互作用，从而保证纳米粒子能够均匀的包覆的nto分子表面，形成抑酸型的核壳结构，抑制酸性的逸出；另一方面，纳米al2o3粉末具有高的比表面积，导热和传热性强，加强了热量的分散，不易形成活性点，从而提高了炸药热分解时的温度，因此当纳米al2o3与含能材料结合之后，能显著提升炸药的热分解性能，进一步优化了复合材料的导热性能。
23、本专利技术的有益效果为：本专利技术通过一种快速简便，且低成本的制备方法得到一种抑酸导热的复合含能材料；通过利用纳米al2o3粉末表面存在的大量羟基与nto分子表面的n-h键发生的强相互作用，纳米粒子均匀的包覆在nto表面，有效抑制nto中h逸出，降低了酸性，同时，纳米al2o3导热性能优异，包覆在nto表面，保证了制备得到的核壳复合材料优异的导热性能。
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1.微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，利用纳米Al2O3表面存在的O-H键，与NTO分子上N-H键发生强烈的分子间相互作用，纳米粒子均匀的包覆的NTO分子表面，形成抑酸型的核壳结构，抑制酸性的逸出。
2.根据权利要求1所述的微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，所述的NTO微米颗粒的尺寸在10～1000μm范围内，纯度≥98％。
4.根据权利要求2所述的微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，所述的过量NTO颗粒与去离子水的质量体积比为30～35g：500～1500mL，搅拌速度为100～300r/min，搅拌时间为5～30min，静置时间为10～120min；定量的NTO颗粒与少量的NTO饱和溶液的质量体积为1～20g：3～30mL。
5.根据权利要求2所述的微纳米结构Al2O3/NTO抑酸
6.根据权利要求2所述的微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，所述的过饱和NTO悬浊液和纳米Al2O3分散液中固含物质量分数比为95％～99.5％：0.5％～5％；搅拌速度为300～600r/min，搅拌时间为10～40min。
7.根据权利要求2所述的微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，所述的超声混合的频率和功率分别为20kHz和800W，超声时间为5～30min，超声温度为35～65℃；使用无水乙醇，和/或，去离子水的混合溶液洗涤2～4次；干燥条件在55～105℃下进行真空干燥，干燥时间为4～12h。
8.微纳米结构Al2O3/NTO抑酸导热复合不敏感含能材料，根据权利要求1哒7任一项所述的制备方法所得。
...【技术特征摘要】
1.微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，利用纳米al2o3表面存在的o-h键，与nto分子上n-h键发生强烈的分子间相互作用，纳米粒子均匀的包覆的nto分子表面，形成抑酸型的核壳结构，抑制酸性的逸出。
2.根据权利要求1所述的微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，所述的nto微米颗粒的尺寸在10～1000μm范围内，纯度≥98％。
4.根据权利要求2所述的微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法，其特征在于，所述的过量nto颗粒与去离子水的质量体积比为30～35g：500～1500ml，搅拌速度为100～300r/min，搅拌时间为5～30min，静置时间为10～120min；定量的nto颗粒与少量的nto饱和溶液的质量体积为1～20g：3～30ml。
5.根据权利要求2所述的微纳米结构al2o3/nto抑酸导热复合不敏感含能材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：束庆海，王满曼，张星，柴晨泽，孙卓伟，邹浩明，吕席卷，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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