粉的表面形貌由光滑變?yōu)榇植冢⑶宜屑{米 鋁粉顆粒表面都均勻包覆了 Fe2〇3薄膜，納米鋁粉顆粒的尺寸都變大。如圖7所示，可以非常 明顯的看到以納米鋁粉為核和以Fe 2〇3為殼的超級鋁熱劑的形貌結(jié)構(gòu)，且納米鋁粉表面沉積 的Fe2〇 3殼層均勻、致密、完整。圖8的EDAX TEAM譜圖進一步驗證了Al@Fe2〇3超級鋁熱劑核殼 結(jié)構(gòu)的均勻性、致密性和完整性。這種按照鋁熱反應(yīng)化學(xué)計量比制備的獨特的核殼納米結(jié) 構(gòu)，極大的促進了鋁熱劑混合物中氧化劑與納米鋁粉的充分接觸，使得在燃燒過程中納米 鋁粉得到充分燃燒，反應(yīng)速度獲得明顯提升。
[0062]表2Al@Fe203核殼結(jié)構(gòu)的超級鋁熱劑的激光點火結(jié)果 ΓηηΑ?η
[0064] 實施例3:
[0065] 本實施例給出一種納米級核殼結(jié)構(gòu)超級鋁熱劑的制備方法，該方法具體包括以下 步驟：
[0066] 步驟一，將納米鋁粉顆粒置于氣相原子層沉積系統(tǒng)反應(yīng)腔內(nèi)，密封反應(yīng)腔，向氣相 原子層沉積系統(tǒng)內(nèi)通入氦氣并抽真空，調(diào)節(jié)氦氣流量為12〇 SCCm，調(diào)節(jié)反應(yīng)腔出口閥門使腔 內(nèi)壓力控制在133Pa;并通過加熱使樣品溫度處于150°C ;
[0067] 步驟二，對納米鋁粉顆粒進行原子層沉積形成包覆膜，原子層沉積生長的一個周 期包括以下四個環(huán)節(jié)：
[0068] (1)向反應(yīng)腔內(nèi)注入第一種反應(yīng)前軀體四異丙醇鈦(Ti(0Pr)4)使之與鋁粉發(fā)生飽 和的表面化學(xué)反應(yīng)并置換表面官能團，具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0069] | h〇H*+Ti(OCH(CH3)2)4-| |-0Ti(0CH(CH3)2)3*+H0CH(CH3)2
[0070] 在本發(fā)明中"ΙΓ表示基底物料的表面，即納米鋁粉；
[0071] (2)通入氦氣清洗未反應(yīng)的第一種反應(yīng)前軀體和副產(chǎn)物；
[0072] (3)向反應(yīng)腔內(nèi)注入第二種反應(yīng)前軀體水(Η20)，與吸附在鋁粉表面的第一種反應(yīng) 前驅(qū)體發(fā)生表面反應(yīng)，再次置換表面官能團，具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0073] | h〇Ti(OCH(CH3)2)3*+3H2〇-| |-0Ti(0H)3*+3H0CH(CH3)2
[0074] (4)通入氦氣清洗未反應(yīng)的第二種反應(yīng)前軀體和副產(chǎn)物，最終鋁粉表面的包覆殼 層為Ti〇2;
[0075] 按照上述步驟（1)至步驟(4)的順序，反應(yīng)前驅(qū)體脈沖順序以tl-t2-t3_t4表示，其 中：tl為第一種反應(yīng)前驅(qū)體的注入時間，t3為第二種反應(yīng)前驅(qū)體的注入時間，t2和t4均為氦 氣的清洗時間。在本實施例中采用的脈沖順序為40s-60s-40s-60s;
[0076] 步驟三，重復(fù)執(zhí)行160個周期數(shù)的步驟二，在納米鋁粉顆粒上進行原子層沉積，使 得包覆殼層的質(zhì)量與鋁核的質(zhì)量之比（1.55:1)符合該鋁熱反應(yīng)的最佳化學(xué)計量比。在納米 鋁粉表面沉積的Ti0 2殼層的厚度約為19nm，該包覆膜的平均生長速率約為0.12nm/周期。 [0077]實驗結(jié)果表明，相比于物理混合法制備的超級鋁熱劑，在鋁熱反應(yīng)化學(xué)計量比條 件下，采用原子層沉積技術(shù)制備的Al@Ti0 2核殼結(jié)構(gòu)的超級鋁熱劑反應(yīng)更劇烈，反應(yīng)速度約 提尚了3彳首，反應(yīng)完全性大于90%。
[0078] 實施例4:
[0079] 本實施例給出一種納米級核殼結(jié)構(gòu)超級鋁熱劑的制備方法，該方法具體包括以下 步驟：
[0080] 步驟一，將納米鋁粉顆粒置于氣相原子層沉積系統(tǒng)反應(yīng)腔內(nèi)，密封反應(yīng)腔，向氣相 原子層沉積系統(tǒng)內(nèi)通入氬氣并抽真空，調(diào)節(jié)氬氣流量為SOsccm，調(diào)節(jié)反應(yīng)腔出口閥門使腔 內(nèi)壓力控制在500Pa;并通過加熱使樣品溫度處于80°C ;
[0081] 步驟二，對納米鋁粉顆粒進行原子層沉積形成包覆膜，原子層沉積生長的一個周 期包括以下四個環(huán)節(jié)：
[0082] (1)向反應(yīng)腔內(nèi)注入第一種反應(yīng)前軀體二乙基鋅(DEZ)使之與鋁粉發(fā)生飽和的表 面化學(xué)反應(yīng)并置換表面官能團，具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0083] I I -〇H*+Zn (C2H5) 2- I I -0ZnC2H5*+C2H6
[0084] 在本發(fā)明中"ΙΓ表示基底物料的表面，即納米鋁粉；
[0085] (2)通入氬氣清洗未反應(yīng)的第一種反應(yīng)前軀體和副產(chǎn)物；
[0086] (3)向反應(yīng)腔內(nèi)注入第二種反應(yīng)前軀體水(H20)，與吸附在鋁粉表面的第一種反應(yīng) 前驅(qū)體發(fā)生表面反應(yīng)，再次置換表面官能團，具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0087] | | -〇ZnC2H5*+H2〇4 | | -0 Zn0H*+C2H6
[0088] (4)通入氬氣清洗未反應(yīng)的第二種反應(yīng)前軀體和副產(chǎn)物，最終鋁粉表面的包覆殼 層為ZnO;
[0089] 按照上述步驟（1)至步驟(4)的順序，反應(yīng)前驅(qū)體脈沖順序以tl-t2-t3_t4表示，其 中：tl為第一種反應(yīng)前驅(qū)體的注入時間，t3為第二種反應(yīng)前驅(qū)體的注入時間，t2和t4均為氬 氣的清洗時間。在本實施例中采用的脈沖順序為20s-40s-20s-40s;
[0090] 步驟三，重復(fù)執(zhí)行225個周期數(shù)的步驟二，在納米鋁粉顆粒上進行原子層沉積，使 得包覆殼層的質(zhì)量與鋁核的質(zhì)量之比（3.2:1)符合該鋁熱反應(yīng)的最佳化學(xué)計量比。在納米 鋁粉表面沉積的ZnO殼層的厚度約為38nm，該包覆膜的平均生長速率約為0.17nm/周期。 [0091 ]實驗結(jié)果表明，相比于物理混合法制備的超級鋁熱劑，在鋁熱反應(yīng)化學(xué)計量比條 件下，采用原子層沉積技術(shù)制備的AlOZnO核殼結(jié)構(gòu)的超級鋁熱劑反應(yīng)更劇烈，反應(yīng)速度約 提尚了2彳首，反應(yīng)完全性大于90%。
[0092] 實施例5:
[0093] 本實施例給出一種納米級核殼結(jié)構(gòu)超級鋁熱劑的制備方法，該方法具體包括以下 步驟：
[0094] 步驟一，將納米鋁粉顆粒置于氣相原子層沉積系統(tǒng)反應(yīng)腔內(nèi)，密封反應(yīng)腔，向氣相 原子層沉積系統(tǒng)內(nèi)通入氮氣并抽真空，調(diào)節(jié)氮氣流量為12〇 SCCm，調(diào)節(jié)反應(yīng)腔出口閥門使腔 內(nèi)壓力控制在200Pa;并通過加熱使樣品溫度處于110°C ;
[0095] 步驟二，對納米鋁粉顆粒進行原子層沉積形成包覆膜，原子層沉積生長的一個周 期包括以下四個環(huán)節(jié)：
[0096] (1)向反應(yīng)腔內(nèi)注入第一種反應(yīng)前軀體三異丙氧基氧化釩(V0TP)使之與鋁粉發(fā)生 飽和的表面化學(xué)反應(yīng)并置換表面官能團，具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0097] |-〇H*+VO(C3H7〇)3^| |-〇V(C3H7〇)2*+C3H7〇H
[0098] 在本發(fā)明中"ΙΓ表示基底物料的表面，即納米鋁粉；
[0099] (2)通入氮氣清洗未反應(yīng)的第一種反應(yīng)前軀體和副產(chǎn)物；
[0100] (3)向反應(yīng)腔內(nèi)注入第二種反應(yīng)前軀體雙氧水(Η202)，與吸附在鋁粉表面的第一種 反應(yīng)前驅(qū)體發(fā)生表面反應(yīng)，再次置換表面官能團，具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0101] I |-〇V(C3H7〇)2*+H2〇2-| Ι-0 V(OH)2*+2C3H7〇H+〇2
[0102] (4)通入氮氣清洗未反應(yīng)的第二種反應(yīng)前軀體和副產(chǎn)物，最終鋁粉表面的包覆殼 層為V2〇5;
[0103] 按照上述步驟（1)至步驟(4)的順序，反應(yīng)前驅(qū)體脈沖順序以tl-t2-t3-t4表示，其 中：tl為第一種反應(yīng)前驅(qū)體的注入時間，t3為第二種反應(yīng)前驅(qū)體的注入時間，t2和t4均為氮 氣的清洗時間。在本實施例中采用的脈沖順序為30s-60s-30s-60s;
[0104] 步驟三，重復(fù)執(zhí)行680個周期數(shù)的步驟二，在納米鋁粉顆粒上進行原子層沉積，使 得包覆殼層的質(zhì)量與鋁核的質(zhì)量之比（1.4:1)符合該鋁熱反應(yīng)的最佳化學(xué)計量比。在納米 鋁粉表面沉積的V2〇5殼層的厚度約為20nm，該包覆膜的平均生長速率約為0.03nm/周期。 [0105]實驗結(jié)果表明，相比于物理混合法制備的超級鋁熱劑，在鋁熱反應(yīng)化學(xué)計量比條 件下，采用原子層沉積技術(shù)制備的Al@V 2〇5核殼結(jié)構(gòu)的超級鋁熱劑反應(yīng)更劇烈，反應(yīng)速度約 提尚了3彳首，反應(yīng)完全性大于90%。
[0106] 實施例6:
[0107] 本實施例給出一種納米級核殼結(jié)構(gòu)超級鋁熱劑的制備方法，該方法具體包括以下 步驟：
[0108] 步驟一，將納米鋁粉顆粒置于氣相原