纳米二氧化锰在超细AP中的分散及性能表征研究
1 引言
纳米科学技术是在上个世纪80年代末90年代初期逐步发展起来的前沿性、交叉性的新兴学科。它是指在纳米尺度（1-100nm之间）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。纳米材料是指尺度在1-100nm之间的粒子所组成的粉体、薄膜和块材等，是处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域。从微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，而是一种典型的介观系统，具有一系列新颖的物理化学特性[1-3]。
纳米材料特有的结构使其具有一般宏观物质所不具有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,因此产生出与传统固体材料不同的许多独特性质，在诸多科学领域展现出广阔的应用前景。纳米粒子作为物质存在的一种新状态的概念正在为人们所接受,其制备及相关物性的理论与应用研究,作为一门新兴的学科也正在形成和发展中。现代高技术战争对火炸药提出了更高的要求,迫切需要引入一些高新技术,因此纳米技术在国内外火炸药界倍受关注。
在固体推进剂的燃烧过程中，纳米催化剂可起到提高燃烧速度和燃烧稳定性的作用，然而目前纳米材料应用中亟待解决的关键技术之一即纳米材料在火炸药中的分散技术[4]，纳米粒子易团聚制约了纳米催化剂良好性能的发挥，针对目前对于推进剂中纳米粒子分散技术研究的不足，本文以推进剂中常见的纳米二氧化锰催化剂为研究对象，旨在探索纳米MnO2在超细AP中分散性表征的方法，并针对不同分散性纳米MnO2对超细AP的分解影响规律及机理进行研究。
2 纳米二氧化锰的制备方法
目前纳米二氧化锰的制备方法主要有：水热合成法、模板法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法、固相合成法、微乳液法等。
2.1 水热合成法
水热合成法是在制备纳米二氧化锰中应用最广泛的方法。水热合成法是指在密闭体系中，以水为溶剂，在一定温度及水溶液的自生压力下，反应物之间进行反应生成产物，是对于具有特殊结构、功能性质的固体化合物和新型材料的重要合成途径和有效方法。水热合成法的主要优点是在无任何结构控制剂或模板存在的条件下，通过选择适当的反应温度、时间、填充率以及所用溶剂等，能够较方便地合成各种纳米结构的产品。此外，水热法所用的初始反应物也不必是可溶性的，这是其他方法所难以达到的。同时，水热反应是在封闭容器中进行的，可有效避免反应组分的挥发，因此有利于提高产物的纯度和保护环境。目前的研究表明，水热法所制备的纳米二氧化锰由于系统本身所形成的均匀的高压环境，因此所得的产品具有纯度高、分散性好、晶型好、晶粒大小可控等特点。水热反应制备二氧化锰主要通过低价锰盐（如硫酸锰，硝酸锰，氯化锰，乙酸锰等）与强氧化剂（如高锰酸钾，硫代硫酸钠，高氯酸等）发生氧化还原反应制得。水热法合成的二氧化锰纳米结构有纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米晶须、纳米管以及3D球壳结构等[5-8]。
2.2 模板法
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