He W等人展示了利用原位合成聚多巴胺結(jié)合層控制納米Al與PTFE之間的反應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PDA可以同時(shí)附著在n-Al顆粒和PTFE顆粒表面,形成完整的n-Al@PDA/PTFE復(fù)合材料。與傳統(tǒng)的n-Al/PTFE復(fù)合材料相比,通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件,控制PDA包覆層的厚度,進(jìn)一步提升反應(yīng)放出的能量,并且控制n-Al顆粒與PTFE顆粒之間的反應(yīng)活性。

J A Bencomo等人研究了不同PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)濃度對(duì)含氟反應(yīng)性材料的影響。在高Al含量的情況下,燃燒速率也隨著PMMA含量的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì),最終結(jié)果證明了PMMA的添加可以調(diào)節(jié)Al/PVDF復(fù)合材料的流變性能、熱分解性能以及燃燒性能,滿(mǎn)足特定的需求。
3D打印技術(shù),又叫做増材制造技術(shù)或者快速成型技術(shù),是一種多學(xué)科一體化的先進(jìn)制造技術(shù),包括了材料加工與成型技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形模擬技術(shù)、數(shù)字信息化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)等多種技術(shù)。與傳統(tǒng)的銑、削等減材加工方式相比,3D打印技術(shù)主要以增長(zhǎng)的方式進(jìn)行構(gòu)建。在三維模型的基礎(chǔ)上,將需要加工的材料(液體、粉末、絲材或片狀材料)進(jìn)行逐層堆積粘結(jié),最終疊加成型。
十九世紀(jì)末期,在美國(guó)就已經(jīng)出現(xiàn)了關(guān)于3D打印的制造思想,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)包括了多種成型方式,其中包括3DP(Three Dimensional Printing)--三維印刷成型、FDM(Fused DepositionMolding)--熔融沉積成型、SLA(Stereo Lithography Apparatus)--光固化成型、等多種技術(shù)方法。目前上述這些技術(shù)已經(jīng)在汽車(chē)電子、機(jī)械制造、工業(yè)建筑、航空航天、常規(guī)武器裝備、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[44-54]。
其中3DP主要由墨水直寫(xiě)技術(shù)(Direct Ink Write)和噴墨打印技術(shù)(Inkjet Printing)組成,主要是將三維立體模型切分成多個(gè)二維平面的方式,然后進(jìn)行堆積構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。從理論上來(lái)說(shuō),只要能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維建模的物體,都能夠通過(guò)該技術(shù)快速的打印出實(shí)物,特別是對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體,如:異型結(jié)構(gòu)、曲面結(jié)構(gòu)及內(nèi)控結(jié)構(gòu)等。為了解決含能材料成型制備領(lǐng)域存在的成型方式工藝單一、柔韌性差、適應(yīng)性低等缺點(diǎn),通過(guò)3D打印技術(shù)的引入和相關(guān)成型工藝和成型設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)能夠?yàn)楹懿牧系募庸こ尚烷_(kāi)辟一條新途徑。
直寫(xiě)技術(shù)主要有兩種驅(qū)動(dòng)方式--擠壓驅(qū)動(dòng)式和泵壓驅(qū)動(dòng)式,都是以液體、漿料或膠體等打印材料為主。直寫(xiě)技術(shù)是以氣壓或者液壓為驅(qū)動(dòng)力,以流體存儲(chǔ)腔(點(diǎn)膠針筒)為容器,以具有良好流變性的打印材料為墨水,在系統(tǒng)控制單元的控制下,以擠出涂抹的方式將油墨按照設(shè)定的路徑書(shū)寫(xiě)到基板上,然后經(jīng)過(guò)后續(xù)固化處理得到樣品原件的技術(shù)。打印過(guò)程中的線(xiàn)寬和單層高度可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)力的大小、點(diǎn)膠針頭的直徑、運(yùn)行速度、針頭與基板的距離、工作臺(tái)的運(yùn)行速度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)控制擠出壓力的大小、三維平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度和狀態(tài)等,從而精確控制點(diǎn)膠針頭在打印過(guò)程中的快慢和啟停,以滿(mǎn)足各種復(fù)雜微結(jié)構(gòu)的制作要求。這種精確的控制能力使得直寫(xiě)技術(shù)在含能材料復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型上具有巨大潛力,能夠依據(jù)不同含能材料的特性以及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需求,靈活調(diào)整打印參數(shù),實(shí)現(xiàn)定制化的加工生產(chǎn)。例如,在航空航天領(lǐng)域,對(duì)于一些具有特殊形狀和性能要求的含能推進(jìn)劑部件,直寫(xiě)技術(shù)可以精準(zhǔn)地構(gòu)建出符合設(shè)計(jì)要求的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高推進(jìn)劑的燃燒效率和穩(wěn)定性;在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,對(duì)于一些需要精確控制藥物釋放的含能微載體,直寫(xiě)技術(shù)也能憑借其高精度的打印特性,制造出具有特定孔隙結(jié)構(gòu)和表面形貌的微載體,為藥物的安全、有效釋放提供保障。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,直寫(xiě)技術(shù)在含能材料成型領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊,有望推動(dòng)含能材料制備技術(shù)邁向新的高度。
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