[發(fā)明專利]一種g-C3N4基復(fù)合含能材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110069904.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN112898103A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金波;彭汝芳;宋曉敏;黃琪;張青春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C06B31/28
• 分類號(hào): C06B31/28;C06B23/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

本發(fā)明公開了一種g?C₃N₄基復(fù)合含能材料的制備方法，分別采用簡單的物理研磨，原位還原和靜電自組裝方法，將g?C₃N₄與炸藥按一定質(zhì)量比進(jìn)行物理研磨得到復(fù)合材料1，通過原位還原將超聲后的g?C₃N₄與GO包覆在炸藥晶體表面得到復(fù)合材料2，利用聚乙烯亞胺的高陽離子特性對(duì)硝銨炸藥表面改性，進(jìn)而通過靜電自組裝方法得到復(fù)合材料3。本發(fā)明將g?C₃N₄與GO結(jié)合共同降感硝銨炸藥晶體，得到同時(shí)具有降感作用和高能量性能的硝銨炸藥復(fù)合材料，利用g?C₃N₄與GO的高穩(wěn)定性，高導(dǎo)熱性和潤滑性，從而鈍化含能材料的機(jī)械感度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含能材料復(fù)合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及g-C₃N₄基復(fù)合含能材料的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下，為了滿足現(xiàn)代武器裝備高性能的軍事需求，武器裝備系統(tǒng)對(duì)單質(zhì)含能材料的綜合性能提出了更高的要求。迫切需要發(fā)展低感度、高安全性的含能材料，除了要關(guān)注含能材料的機(jī)械感度、電火花感度等對(duì)含能材料安全性的影響，同時(shí)也應(yīng)考慮含能材料的能量性質(zhì)，保證其高能量特性。因此，如何制備高能低感含能復(fù)合材料是目前單質(zhì)炸藥改性研究領(lǐng)域最關(guān)注的課題之一。

高敏感單質(zhì)材料的常用改性方法主要有共晶和包覆，相比于共晶改性中極易出現(xiàn)的晶型轉(zhuǎn)變問題，對(duì)敏感炸藥表面進(jìn)行有效包覆是降低其機(jī)械感度更為可取的方式，傳統(tǒng)的包覆技術(shù)普遍存在炸藥表面不均勻、包覆材料與單質(zhì)炸藥結(jié)合作用力弱、能量損失等不足。基于此，開發(fā)制備兼具高能量性能和高安全性的含能復(fù)合材料，使其更好地運(yùn)用到軍工系統(tǒng)中，這將對(duì)含能材料實(shí)際應(yīng)用發(fā)展具有重大的意義。

碳材料因?yàn)槠湄S富的尺寸結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的微觀形貌使其賦予優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、光學(xué)特性。其中氧化石墨烯由于自身豐富的含氧官能團(tuán)和共軛結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出突出的熱導(dǎo)性和潤滑性，適用于高敏感性單質(zhì)炸藥材料的表面包覆改性，數(shù)十年來引起了不少學(xué)者的密切關(guān)注與研究。雖然表面包覆石墨烯材料已被證實(shí)可以有效提高含能材料的安全性能，但是石墨烯材料的碳含量較高，容易造成包覆后出現(xiàn)炸藥能量損失，包覆率低等缺陷，因此迫切尋求新的降感劑不僅具有降感作用，同時(shí)可以彌補(bǔ)含能材料的能量性能。因此，采用制備g-C₃N₄基復(fù)合含能材料對(duì)于改善高敏感炸藥的綜合性能具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出一種g-C₃N₄基復(fù)合含能材料的制備方法，以解決硝銨炸藥自身存在較差穩(wěn)定性，較低機(jī)械感度和包覆后炸藥樣品能量損失的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種g-C₃N₄基復(fù)合含能材料的制備方法，分別采用物理研磨，原位還原和靜電自組裝方法，將g-C₃N₄與炸藥按一定質(zhì)量比進(jìn)行物理研磨得到復(fù)合材料1，通過原位還原將超聲后的g-C₃N₄與GO包覆在炸藥晶體表面得到復(fù)合材料2，利用聚乙烯亞胺的高陽離子特性對(duì)硝銨炸藥表面改性，進(jìn)而通過靜電自組裝方法得到復(fù)合材料3；通過上述方法將g-C₃N₄與GO結(jié)合共同降感硝銨炸藥晶體，得到同時(shí)具有降感作用和高能量性能的硝銨炸藥復(fù)合材料，利用g-C₃N₄與GO的高穩(wěn)定性，高導(dǎo)熱性和潤滑性，從而鈍化含能材料的機(jī)械感度。

該方法的具體步驟是：

步驟一：以尿素為原料將坩堝置于馬弗爐中，經(jīng)550℃高溫煅燒后得到淺黃色粉體g-C₃N₄；

步驟二：將炸藥原料和步驟一的g-C₃N₄材料按質(zhì)量比為99/1，98/2，97/3的比例進(jìn)行混合，放入研缽研磨均勻后得到物理研磨后的復(fù)合材料1；