纳米多孔硅复合材料爆炸反应的实验与理论研究

纳米结构多孔硅具有极高的孔隙率和比表面积，在其孔隙内掺入硝酸盐组分形成一种可发生爆炸反应的复合材料。实验表明：①多孔硅的比表面积越高，与相关组分的接触面积越大，爆炸越迅猛；②新鲜制备的多孔硅较易发生爆炸，经过存放后需要更高的触发能量才能发生爆炸；③多孔硅-硝酸盐复合材料的爆炸过程与硝酸盐的种类有关，在实验条件下，掺碱金属硝酸盐的复合材料不发生爆炸，而掺镧系金属硝酸盐的复合材料可以发生爆炸；④在镧系硝酸盐中，硝酸钆和硝酸镧最为敏感，在滴加较低浓度时就发生爆炸，而硝酸铒需要在滴加较高浓度时才会发生爆炸。我们依据已有的硅氢加成反应和过渡金属催化炸药分解反应，首次提出了多孔硅-硝酸盐复合材料的微观结构模型，使用这种模型可以合理地解释实验中的爆炸现象。