纳米铝复合含能材料

第1章 绪论

1.1 含能材料的概念及应用

1.2 传统含能材料所面临的问题

1.3 纳米含能材料的性能优点及其应用潜能

1.4 含能材料反应概述

1.4.1 激光点火

1.4.2 激光烧蚀

1.4.3 时间分辨光谱探测

参考文献

第2章 纳米金属铝粒子光吸收及热传导理论

2.1 概述

2.2 金属铝的介电函数

2.2.1 束缚电子Lorentz模型

2.2.2 自由电子Drude模型

2.2.3 多振子模型

2.2.4 金属铝的介电函数模型

2.3 AlAl2O3核壳纳米粒子的光吸收理论

2.3.1 有效介质理论

2.3.2 Mie理论

2.3.3 准静态近似

2.3.4 核壳纳米金属粒子

2.4 纳米金属铝粒子热传输特性

2.4.1 纳米尺度热传导

2.4.2 纳米尺度热传输机制

2.4.3 纳米尺度热传导分析方法

2.4.4 纳米金属铝粒子的热传输性质

参考文献

第3章 核壳结构纳米铝复合含能材料的光吸收

3.1 引言

3.2 AlAl2O3/NC复合薄膜的光吸收特性

3.3 AlAl2O3/NC复合薄膜光吸收理论模型

3.4 光吸收强度的影响因素

3.4.1 核壳尺寸对光吸收强度的影响

3.4.2 尺寸分布对光吸收强度的影响

3.4.3 粒子形状对光吸收强度的影响

3.4.4 核壳尺寸对吸收峰位的影响

3.4.5 带间跃迁起始频率的尺寸相关性

参考文献

第4章 纳米铝粒子电子带间跃迁的尺寸关系及其对光学性质的影响

4.1 概述

4.2 纳米铝粒子的电子带间跃迁

4.2.1 电子带间跃迁对光吸收性质的影响

4.2.2 带间跃迁起始频率与纳米粒子尺寸关系

4.3 基于电子带间跃迁尺寸关系的光吸收性质

4.3.1 核壳尺寸效应

4.3.2 氧化效应

4.3.3 椭球形状效应

4.4 计算结果在含能材料中的应用

参考文献

第5章 硝化纤维的结构特性及其热物性参数

5.1 概述

5.2 硝化纤维的制备

5.3 硝化纤维的结构与性质

5.4 硝化纤维热物性参数

5.4.1 激光闪射法测量热扩散系数及比热容

5.4.2 DSC测量比热容

5.4.3 硝化纤维热物性参数分析

参考文献

第6章 分散在硝化纤维中微纳尺度铝粒子对脉冲激光的初始热动态响应

6.1 概述

6.2 脉冲激光与微观粒子相互作用模型分析

6.2.1 双曲两步辐射模型(HTS)

6.2.2 抛物两步辐射模型(PTS)

6.2.3 双曲一步模型(HOS)

6.2.4 抛物一步辐射模型(POS)

6.3 分散在介质中的金属粒子吸收脉冲激光的瞬时功率密度

6.4 短脉冲激光激发纳米铝粒子

6.5 长脉冲激光激发纳米铝粒子

6.6 脉冲激光激发微米尺度铝粒子

参考文献

第7章 脉冲激光加热纳米铝复合硝化纤维含能材料反应的时空分辨光谱

7.1 概述

7.2 时间及空间分辨光谱技术

7.3 薄膜的制备与表征

7.3.1 铝膜的制备

7.3.2 Al/NC复合薄膜的制备与表征

7.4 时间分辨光谱探测

7.4.1 时间分辨光谱探测系统

7.4.2 铝膜的解离光谱

7.4.3 铝膜时间分辨光谱分析

7.4.4 Al/NC复合薄膜时间分辨光谱

7.5 空间分辨光谱探测

7.5.1 空间分辨光谱探测系统

7.5.2 Al/NC复合薄膜空间分辨光谱

7.6 纳米铝复合含能材料反应动力学

参考文献

第8章 脉冲激光加热纳米铝复合硝化纤维含能材料热反应动力学模拟

8.1 概述

8.2 “热点”模型

8.2.1 纳米粒子对脉冲激光的热响应

8.2.2 Arrhenius类型的化学反应

8.2.3 反应后区域的温度

8.3 “热点”热量和化学反应的传播

8.4 化学反应直径

8.5 纳米粒子尺寸和脉冲宽度对烧蚀阈值的影响

参考文献

《纳米铝复合含能材料》介绍了脉冲激光作用下含纳米金属Al粒子的复合硝化纤维含能材料的光吸收及热反应动力学方面的理论和最新研究成果。主要内容包括分散在硝化纤维薄膜中的核壳结构纳米粒子AlAl2O3的光吸收特性及激光波长、粒子尺寸、形状等对光吸收特性的影响；纳米金属Al复合含能材料对脉冲激光的初始热动态响应及相应的热反应动力学分析；利用时空分辨光谱技术对脉冲激光加热纳米复合含能材料反应过程进行实验探测，并以实验为基础，发展“热点”模型，对纳米复合含能材料的热反应动力学过程进行模拟分析；揭示“热点”演化机制。
　　《纳米铝复合含能材料》适用于从事激光与物质相互作用，纳米材料光吸收与热传导，以及含能材料等方面工作的科技人员和相关专业的研究生阅读和参考。

《纳米铝复合含能材料》以脉冲激光激发纳米Al复合硝化纤维含能材料的物理过程为顺序，首先分析了含能材料中Al-Al2O3核壳纳米粒子的光吸收特性，以及Al-Al2O3核壳粒子的尺寸、形状对其光吸收特性的影响；其次，鉴于脉冲激光与纳米粒子相互作用涉及时空上的微纳尺度热传输，对不同脉宽激光加载下，复合材料的初始热响应动力学过程进行了研究；最后，利用飞秒时间/空间分辨光谱实验以及理论构建“热点”模型，对Al/NC反应动力学过程进行分析。