宽温度范围纳米多孔硅/高氯酸钠热分解特性

以纳米多孔硅粉(nPS)为燃烧剂, 高氯酸钠(NaClO4)为氧化剂制备nPS/NaClO4复合含能材料, 利用差示扫描量热-热重(DSC-TG)法研究其在宽温度范围(25~1200 ℃)的热分解特性。为了更全面地了解该复合含能材料的热分解特性, 同时研究了nPS、NaClO4、Si/NaClO4、nPS/NaCl复合材料热分解特性。结果显示, 氧气气氛下硅氢键在400.0 ℃发生断裂, 而其在氩气氛围下的断裂温度为820.0 ℃。NaClO4在581.0 ℃分解放热, 总失重量为68.31%。nPS/NaCl复合材料在883.3 ℃出现最强放热峰, 放热量为567.0 J·g-1。硅氢键的存在使nPS/NaClO4放热量达到359.5 J·g-1, 与Si/NaClO4相比, 增大了15.3 J·g-1。综合热分析测试结果, 推测出nPS/NaClO4复合含能材料的热分解机理: O2使硅氢键提前断裂并参与放热反应, 800 ℃后未断裂的硅氢键与NaCl发生反应最终生成Si。固体燃烧产物的XRD图谱证明了该推论的合理性