李 师，郭 涛，刘晓峰，陈嘉琳，姚 淼，丁 文，宋佳星

（陆军工程大学野战工程学院，江苏 南京 210007）

1 引言

铝热剂是由燃料与氧化剂组成的一种混合物，在一定激发条件下发生剧烈的氧化还原反应并释放出大量热量［1］。铝粉因其价格低廉、热值高而成为燃料的首选，而氧化剂主要是氧化铁（Fe2O3）、氧化铋（Bi2O3）、氧化铜（CuO）、氧化锰（MnO2）、氧化钼（MoO3）等。铝热剂在烟火药［3-4］、推进剂［5］、起爆药［6-7］等领域均有广泛的应用，因需求不同，其粒径、制造工艺及添加剂等不断改进和完善，逐渐形成了一个庞大的体系。

传统铝热剂组分较为单一，其粒径多为微米级，在燃烧中不易激发点火，燃烧温度低，反应物的利用率也低。近年来，纳米技术的应用极大地提高了铝热剂的性能［8］。Weir 等［9］发现微米级铝热剂激发点火需要10000 V 以上的高压，而当Al 粒径减小到纳米级时，仅需0.25 V 电压即可完成点火。Hosseini 等［10］制备了Mg/CuO 铝热剂，当CuO 的粒径降低到50 nm 时，燃烧时能量输出效率明显提高，同时反应活化能降低，说明小粒径有助于铝热剂的激发点火。

铝热剂的能量密度比三硝基甲苯（TNT）等炸药高，但威力却远小于炸药。这是因为铝热剂依靠两种或多种物质发生化学反应释放能量，而TNT 炸药依靠单个分子发生爆轰释放能量［11］。从微观角度来说，铝热剂的反应传输距离远高于炸药。为了缩短反应传输距离，提高反应速率，铝热剂的制备与组装方法屡屡革新。从最初的物理共混法、机械球磨法［12］，发展到溶胶凝胶法［13］、溶剂-非溶剂法，再到静电喷雾法［14］、原子层沉积［15］、磁控溅射法［16］等。……