复合含能材料的优势不仅仅源于材料的配方，更加来自于材料的属性。如何制造出稳定结构并能够迅速释放材料能量的纳米复合含能材料是当下复合含能材料研究的一个重要课题。充分的利用材料的结构特性与功能属性，进行材料改进与发明，提升产品的能量释放率、利用率是本论文研究的主要目的。溶胶-凝胶法是本次毕业设计使用的主要制备方法，它具有操作简单、安全快速的方法，制备出来的凝胶结构高度稳定，并能够通过修改纳米组分结构的方式，改进材料物理属性[7,8]。具有较高的实验研究价值，另外凝胶的低温稳定不易分解的属性，是此次实验的顺利完成的有效保证[11]。

高能钝感是含能材料的发展趋势。组成、结构和微观尺寸对含能材料的燃烧及爆炸性能影响较大。如在含能材料中加入Al、Cu、Ni、等具有催化作用的金属粉，其体系能量的释放速率显著增高；用硝化棉（NC）[22],SiO2[23]等不同材料对含能材料进行包覆改性，得到热性能优异且感度大大降低的复合含能材料体系；Hartmut[25,26]等通过低温重结晶的方法，获得了晶体内部缺陷极少的奥克托今（HMX），研究发现该方法制备的HMX的冲击波感度大大降低。所以，复合材料和超细材料成为近年来的研究热点[26]。二十世纪末，美国的LLNL实验室首次将溶胶-凝胶法应用于含能材料的制备当中[27,28]。这种方法可以基于分子程度进行炸药粒子混合，可以精确到分子结构和形态；并且发现该方法制备的含能材料的能量密度及能量释放速率均有大幅提高[6]。但目前，复合含能材料的制备主要还是以物理混合为主。物理混合的不均匀性及颗粒尺寸的均一性较差均对含能材料的性能有较大的影响。

1.1  复合含能材料的特性

纳米含能材料可以通过将材料中的纳米结构进行修改，以达到材料属性完善的目的，根据对材料的要求不同，同一材料可以进行多种纳米结构的改性，对于材料领域的研究价值明显。由于材料的量子尺寸维持在纳米阶段，因此纳米材料所具有的优良特性会一同带给材料，此时，材料就兼具很多纳米材料的物理属性，可以引起各种物理学反应；另外纳米材料的结构可变性，也同样影响材料的宏观性能。

1.1.1  良好的力学性质

纳米复合含能材料同样具有很好的力学性质，如硬度、强度和可塑性都比一般的复合材料要强。在实际生活中，若将陶瓷中的A12O3使用纳米材料进行替换，陶瓷的物理属性就会变得更强韧，单就陶瓷材料中加入纳米SiC之后，其受力强度就能从300～400MPa提高到1500MPa，其强度的以倍数增长，韧度也相应提升了40％[7]。因此，单从纳米陶瓷方面，可知道纳米材料对于材料的属性提升起到了很大作用，纳米材料加入到生活材料中，如玻璃、陶瓷、墙砖等材料中，可以提升产品的受力程度和冲击韧性。也有完善其物理属性的例子，如在陶瓷中添加纳米聚醚醚酮(PEEK)的，提升其摩擦学性能。

1.1.2  热学性能的改善

同样是在陶瓷材料中，添加纳米二氧化铣，可以完善材料的热学性能，既可以降低燃点，增加材料密度，又可以减少材料中Pb的挥发。而陶瓷中通过纳米A12O3替换普通A12O3的手段，也可以将产品的热稳定性提升几倍，使材料的热感属性变得更强。纳米陶瓷中加入C元素，也可以提升产品的抗氧化能力。

1.1.3  电学性能的改善

纳米复合含能材料的电学属性是由其纳米颗粒的尺寸决定的，其尺寸与电子自由程成正向相关关系，当纳米颗粒足够小，产品会呈现非金属性质。因此纳米材料具有较高的绝缘性质，利用这个特性，将纳米材料加入到塑料制品中，可以降低产品的导电性，提升产品的使用寿命；将纳米材料掺入到橡胶制品中，可以大大提升材料的耐磨程度；将纳米材料加入树脂中可以是材料屏蔽静电；将纳米材料掺入玻璃、陶瓷，可以提升材料的介电属性。