程 晨，杜仕國(guó)

(陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)， 石家莊 050000)

燃燒型含能材料在推進(jìn)劑、煙火劑領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，是推動(dòng)武器裝備系統(tǒng)發(fā)展的支撐和制約技術(shù)之一[1]。燃燒型含能材料可作為燃燒催化劑添加于固體推進(jìn)劑中，能有效提高推進(jìn)劑燃燒性能和能量水平，對(duì)作戰(zhàn)裝備的能量釋放速率、穩(wěn)定性、作戰(zhàn)半徑等性能有著明顯提升[2]。目前，戰(zhàn)爭(zhēng)的高科技化和武器裝備水平的提升對(duì)固體推進(jìn)劑的性能提出了更高的要求，燃燒型含能材料也得到快速發(fā)展，出現(xiàn)了納米鋁粉、金屬儲(chǔ)氫材料、自燃型離子液體、多孔二氧化硅等新型含能材料，對(duì)武器裝備的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。

在煙火劑領(lǐng)域，以紅磷為代表的燃燒型含能材料是目前發(fā)展的主流?，F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，隨著精確制導(dǎo)武器的廣泛使用，煙幕作為一種廉價(jià)、高效的防御手段得到國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注[3]。

燃燒型含能材料在推進(jìn)劑及煙火劑領(lǐng)域發(fā)揮著重要功效，但在實(shí)際使用過(guò)程中通常需要進(jìn)行表面或功能化處理，以最大程度的發(fā)揮其性能，因此燃燒型含能材料的處理技術(shù)也是目前發(fā)展的重點(diǎn)之一。在梳理新型燃燒型含能材料制備工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)含能材料的表面處理技術(shù)進(jìn)行介紹，并提出燃燒型含能材料目前存在的缺陷及未來(lái)的發(fā)展方向。

1 新型燃燒型含能材料的發(fā)展現(xiàn)狀

單質(zhì)含能材料的最高能量密度約為12 kJ/cm3，而復(fù)合型含能材料的能量密度最高可超過(guò)23 kJ/cm3，因此目前大多采用復(fù)合型含能材料作為燃燒催化劑[4]。此外，含能材料制備過(guò)程的環(huán)保也引起了人們的注意。TNT、黑索金等傳統(tǒng)含能材料在制備過(guò)程中產(chǎn)生大量污染性廢水，且材料自身有劇毒，對(duì)人體和環(huán)境造成巨大危害[5-6]。而目前生產(chǎn)的納米鋁粉、金屬儲(chǔ)氫材料、多孔硅及煙火劑紅磷等，自身無(wú)毒或毒性很小，在制備過(guò)程中也較少產(chǎn)生三廢，有效地解決了污染問(wèn)題。目前，新型燃燒型含能材料已應(yīng)用于推進(jìn)劑、煙火劑領(lǐng)域，并取得了良好的實(shí)際應(yīng)用效果。

2 燃燒型含能材料制備技術(shù)

含能材料的發(fā)展與生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步息息相關(guān)，探究高效、安全、環(huán)保的含能材料制備及復(fù)合工藝是加快推進(jìn)新型含能材料由實(shí)驗(yàn)理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。新型含能材料多為納米級(jí)復(fù)合材料，制備工藝多種多樣，本文選取目前廣泛使用并快速發(fā)展的含能材料制備技術(shù)進(jìn)行梳理。

2.1 物理混合法

物理混合法通常用于制備納米鋁與金屬氧化物的混合含能材料。當(dāng)納米鋁粉與金屬氧化物同時(shí)添加至固體推進(jìn)劑中，二者發(fā)生鋁熱反應(yīng)，能量釋放效果更為優(yōu)異。物理混合法是一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高效的制備方法，將納米鋁粉和金屬氧化物添加至有機(jī)分散劑中，在超聲條件下分散完全，隨后去除有機(jī)分散劑，即得納米鋁-金屬氧化物混合含能材料。

Weismiller M.R[7]采用物理混合法制備了Al/CuO和Al/MoO3納米鋁熱劑，并對(duì)鋁熱劑的燃燒性能進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)鋁粉與金屬氧化物均處于納米尺度時(shí)，鋁熱劑的燃燒速率最快，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同粒徑下兩種鋁熱劑燃燒速率直方圖

安亭等[8-9]采用物理混合法制備了Al/MnO2鋁熱劑，樣品形態(tài)如圖2所示。將鋁熱劑和納米鋁添加至固體推進(jìn)劑進(jìn)行性能對(duì)比研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明添加鋁熱劑的固體推進(jìn)劑相對(duì)于單獨(dú)添加鋁粉的固體推進(jìn)劑釋放熱量速率更快、熱抵抗能力更強(qiáng)、機(jī)械性能影響更小。此外，采用物理混合法制備Al/MnO2、Al/Cr2O3、Al/WO3等鋁熱劑均有相關(guān)報(bào)道[10-12]。

圖2 納米鋁顆粒與Al/MnO2鋁熱劑SEM照片

物理混合法制備工藝簡(jiǎn)便，但是在混合過(guò)程中采用的有機(jī)溶劑易燃，制備流程安全性較差；制備后的納米復(fù)合材料由于高比表面積很容易再次團(tuán)聚，影響后續(xù)使用效果[13]。

2.2 溶膠凝膠法

溶膠凝膠法被認(rèn)為是制備納米復(fù)合材料的一種理想方法。溶膠凝膠工藝制備的樣品純度高、粒度均一，且反應(yīng)條件溫和，過(guò)程易于控制。在溶膠凝膠法制備過(guò)程中首先將反應(yīng)單體溶于適當(dāng)溶劑，生成納米顆粒溶膠結(jié)構(gòu)；體系進(jìn)一步交聯(lián)聚合，形成三維網(wǎng)狀的凝膠結(jié)構(gòu)，在凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部仍存在部分溶膠；通過(guò)超臨界流體萃取法去除溶膠中的溶劑，形成網(wǎng)狀一體化結(jié)構(gòu)，納米顆粒位于凝膠內(nèi)部。

宋薛等[14]采用溶膠凝膠法首先制備了CuO氣凝膠，隨后添加納米Al粉，在超聲振蕩條件下納米鋁粉進(jìn)入氣凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部，制備了Al/CuO鋁熱劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明納米鋁粉與CuO顆粒復(fù)合性能良好，放熱速率較高。Wang Y等[15]采用溶膠凝膠法，制備了納米Fe2O3/納米鋁粉核殼結(jié)構(gòu)顆粒，并對(duì)樣品進(jìn)行了放熱測(cè)試。高坤等[16]對(duì)球磨法和溶膠凝膠法制備的Fe2O3鋁熱劑進(jìn)行對(duì)比，樣品形態(tài)如圖3所示。根據(jù)SEM照片可以看到，超聲共混法制備的鋁熱劑樣品表面光滑，F(xiàn)e2O3與納米鋁粉簡(jiǎn)單地混合在一起；溶膠凝膠法制備的鋁熱劑顆粒表面粗糙，形成了核殼結(jié)構(gòu)，復(fù)合效果良好。這兩種鋁熱劑進(jìn)行性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，溶膠凝膠法制備的鋁熱劑放熱性能遠(yuǎn)高于物理混合法制備的混合顆粒，且制備過(guò)程安全可靠。

圖3 兩種制備方法下的Al/Fe2O3鋁熱劑SEM照片

2.3 氣相沉積法

氣相沉積法是指將金屬氣化后，在模板上沉積形成一層薄膜，從而制備復(fù)合材料的一種方法。通常采用氣相沉積法來(lái)制備儲(chǔ)氫合金或納米鋁熱劑，其最突出的優(yōu)勢(shì)是可以精確控制納米顆粒的形態(tài)。

Li等[17]采用氣相沉積法制備了Mg納米線，隨后氫化即得MgH2儲(chǔ)氫材料。Pang等[18]通過(guò)球磨鋁氫化鎂的乙醚加合物，促使產(chǎn)生鋁氫化鎂蒸汽后沉積在球磨罐特殊裝置，制得鋁氫化鎂納米線。Balde等[19]以碳纖維為模板，通過(guò)氣相沉積法在碳纖維表面形成鋁氫化鈉，通過(guò)模板法可以準(zhǔn)確控制儲(chǔ)氫合金的形態(tài)。采用類似的方法，Xie等[20-21]制備了Li2NH和Mg(NH)2納米球結(jié)構(gòu)，并對(duì)其氫的釋放溫度進(jìn)行測(cè)定。

Menon L等[22]利用氣相沉積法制備Al/Fe2O3納米線鋁熱復(fù)合物。利用蒸鍍與電化學(xué)結(jié)合的方法，在納米Fe2O3表面鍍上一層Al薄膜，實(shí)現(xiàn)了氧化劑與燃料的良好復(fù)合，經(jīng)測(cè)定火焰溫度最高可達(dá)4000℃。Zhu P[23]等采用磁濺射法，以半導(dǎo)體橋?yàn)榛?，交替沉積Al和CuO納米顆粒，制得Al/CuO含能復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)。經(jīng)測(cè)定，該反應(yīng)的放熱量為2181J/g。Zhang W等[24]首先在聚苯乙烯模板上制備三維多孔結(jié)構(gòu)的Fe2O3薄膜，隨后通過(guò)磁控濺射法，在Fe2O3薄膜孔洞內(nèi)沉積一層納米鋁顆粒，得到了核殼結(jié)構(gòu)的Fe2O3/Al鋁熱劑，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，該結(jié)構(gòu)鋁熱劑放熱量約為2830J/g。

氣相沉積法受物質(zhì)自身性質(zhì)影響較小，可制備多種金屬涂層結(jié)構(gòu)，制備過(guò)程安全性較高，產(chǎn)物復(fù)合效果好，且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)產(chǎn)物形態(tài)的精準(zhǔn)控制。但是在制備過(guò)程中需要耗費(fèi)大量的電能或熱能，成本較高。

2.4 納米限域法

納米限域法是一種常用的含能材料制備方法。選用納米多孔材料作為載體，含能材料前驅(qū)體或顆粒在超聲或化學(xué)吸附作用下嵌入納米孔道內(nèi)，利用孔道的限制從而實(shí)現(xiàn)含能材料的納米化。通過(guò)納米限于法很容易制備粒徑均一的納米含能材料，并且減少了團(tuán)聚趨勢(shì)，是一種重要的制備方法。

Fan等[25]以活性炭為載體，制備了直徑為4 nm的NaAlH4儲(chǔ)氫材料，在此粒徑尺度下，NaAlH4的放氫活化能明顯降低。Yan等[26]以碳?xì)饽z為載體，制備了MgH2-碳?xì)饽z材料，再與B2H6/H2混合氣體反應(yīng)，制備得納米限域Mg(BH)4儲(chǔ)氫材料。該儲(chǔ)氫材料的釋氫活化能僅為未處理前的1/3，添加至固體推進(jìn)劑中有利于氫的迅速釋放。

Cheng J L等[27]采用納米限域法制備了Al/Fe2O3納米鋁熱劑。在Fe2O3納米管表面包覆一層PVP，隨后與納米鋁粉混合。在超聲條件下，納米鋁粉嵌入Fe2O3內(nèi)部，形成混合良好的Al/Fe2O3鋁熱劑。Jeong等[28]將納米鋁與碳納米管進(jìn)行球磨，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，鋁粉逐漸嵌入碳納米管內(nèi)部，形成了類似于“海膽”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，嵌入過(guò)程如圖4所示。對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱力學(xué)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)Al粉的反應(yīng)溫度降低，放熱焓升高，這是由于碳納米管良好的熱傳導(dǎo)率和電子傳輸速率所造成的。

圖4 CNT/Al復(fù)合結(jié)構(gòu)制備過(guò)程

2.5 化學(xué)/電化學(xué)腐蝕法

化學(xué)/電化學(xué)腐蝕法多用于多孔硅(PS)的制備，目前已實(shí)現(xiàn)了PS的工業(yè)化生產(chǎn)?；瘜W(xué)/電化學(xué)腐蝕法工藝簡(jiǎn)便，對(duì)外界環(huán)境要求不高，是目前制備多孔硅的主流方法。付瓊[29]等采用電化學(xué)腐蝕法，在P型單晶硅片上生成多孔硅層，并計(jì)算空隙率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備的多孔硅孔隙率最高可達(dá)85%，且隨著電流強(qiáng)度的增大而增加；多孔硅的摩擦感度較高，當(dāng)設(shè)置擺角為50°、壓力為0.64MPa時(shí)，多孔硅的摩擦感度達(dá)85%。然而采用電化學(xué)腐蝕對(duì)設(shè)備要求較高，并且需要耗費(fèi)大量能源，因此付瓊等[30]進(jìn)一步改進(jìn)制備工藝，以HF、HNO3和NaNO2水溶液為腐蝕液，以聚四氟乙烯為原料硅的分散液，采用化學(xué)腐蝕法在常溫常壓下制備PS，硅化學(xué)腐蝕前后SEM照片如圖5所示。隨后以PS為基體，在超聲振蕩作用下制備了PS/NaClO4復(fù)合含能材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)化學(xué)腐蝕法制備的PS比表面積達(dá)72.43m2/g，且多孔硅復(fù)合含能材料的燃燒性能較普通硅含能材料更為優(yōu)異。

圖5 化學(xué)腐蝕前后硅的SEM照片

3 燃燒型含能材料改性工藝

上述內(nèi)容簡(jiǎn)要介紹了納米鋁熱劑、儲(chǔ)氫合金、多孔硅等新型含能材料的制備工藝。為提高含能材料的物質(zhì)傳遞速率，目前制備的新型燃燒型含能材料大部分處于納米尺度，其巨大的比表面積和表面能容易引起顆粒團(tuán)聚，影響后續(xù)使用，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往需要對(duì)制備的含能材料進(jìn)行改性處理。在改性過(guò)程中添加適當(dāng)?shù)牟牧?，可以進(jìn)一步提高含能材料的性能，是含能材料研發(fā)工作中的重要一環(huán)，也是目前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。

3.1 納米鋁的改性技術(shù)

納米鋁粉具有較高的活性，因此在制備過(guò)程中，通常需要對(duì)其表面進(jìn)行鈍化，在表面形成一層Al2O3薄膜。若納米鋁在空氣中長(zhǎng)期存放，表面Al2O3含量增加，導(dǎo)致活性鋁含量降低，影響鋁的正常使用性能。

為解決以上問(wèn)題，秦釗等[31]采用氟化物包覆納米鋁顆粒，并研究包覆鋁粉對(duì)HTPB燃料燃燒性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氟化物包覆鋁粉后，活性鋁含量較未處理鋁粉提高，因此當(dāng)添加至HTPB燃料中后，對(duì)HTPB燃料的退移速率具有一定的促進(jìn)作用，退移速率提高約13%。Zhang等在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，利用超聲波活化和引發(fā)作用，引發(fā)苯乙烯單體物質(zhì)在納米鋁表面發(fā)生分散聚合反應(yīng)，制備得聚苯乙烯包覆納米鋁顆粒，并對(duì)其結(jié)構(gòu)組成和表面形態(tài)進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚苯乙烯對(duì)納米鋁的包覆效果良好，制備的包覆顆粒粒徑約為2.0 μm。此外，異丙醇、環(huán)氧樹(shù)脂、三苯基膦等有機(jī)材料都可作為包覆材料對(duì)納米鋁實(shí)現(xiàn)有效包覆[32-34]。

然而采用有機(jī)材料包覆納米鋁存在以下問(wèn)題：

1) 有機(jī)材料相對(duì)于金屬材料傳熱速率慢，在鋁粉表面包覆后容易導(dǎo)致點(diǎn)火遲滯現(xiàn)象，影響納米鋁粉的正常使用性能。

2) 有機(jī)材料通常密度較小，包覆后容易導(dǎo)致納米鋁的粒徑增加至微米級(jí)，極大地縮減了鋁的燃燒面積，對(duì)后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用造成加大影響。

3) 有機(jī)材料燃燒時(shí)熱值較低，在同樣質(zhì)量下，包覆后的納米鋁粉的熱釋放量明顯低于未處理納米鋁粉。

為解決以上問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人員正在研究制備硝化纖維、碳納米管及金屬涂層等傳熱速率快、燃燒熱值高、涂層厚度小囊殼結(jié)構(gòu)，并取得了一定的進(jìn)展。Wang J等[12]制備了硝化纖維包覆納米鋁顆粒，與CuO混合后制成納米鋁熱劑，并測(cè)定鋁熱劑性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)硝化纖維包覆后，納米鋁粉的著火點(diǎn)沒(méi)有受到明顯影響，鋁熱劑的燃燒速率符合實(shí)際應(yīng)用的需要。謝龍等[35]采用靜電紡絲技術(shù)，在硝化纖維內(nèi)部均勻分散納米鋁顆粒，纖維樣品的SEM和TEM照片如圖6所示?？梢钥吹郊{米鋁顆粒在硝化纖維內(nèi)部均勻分散，很好地解決了納米鋁顆粒添加至固體推進(jìn)劑易團(tuán)聚的問(wèn)題。Valliappan S等[36]制備了硅烷和油酸包覆納米鋁顆粒，并制備了Al/WO3、Al/MoO3、Al/CuO、Al/Fe2O3四種鋁熱劑，發(fā)現(xiàn)在包覆量較低的情況下，鋁熱劑的前段燃燒速率有升高趨勢(shì)，且點(diǎn)火延遲時(shí)間較有機(jī)物包覆鋁粉明顯下降。

圖6 納米鋁硝化纖維SEM與TEM照片

程志鵬等[37-38]采用化學(xué)鍍法，在納米鋁表面包覆上一層NiB和CoB非晶態(tài)合金，對(duì)納米鋁的燃燒活性進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明納米鋁表面的非晶態(tài)合金在常溫下能夠防止納米鋁氧化，提高了納米鋁中活性鋁的含量。與此同時(shí)，由于非晶合金優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和特殊的氧傳遞機(jī)制，納米鋁在高溫下的燃燒性能得到了促進(jìn)。

3.2 多孔硅的改性技術(shù)

目前，工業(yè)上普遍使用電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅。制備的多孔硅比表面積大，且表面存在大量活潑的Si-H鍵，感度極高，并且在空氣中極易氧化變性，影響其作為新型含能材料的使用性能，有必要對(duì)多孔硅進(jìn)行表面改性處理。

王守旭等[39]采用KH550、KH560、KH570三種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)多孔硅進(jìn)行表面穩(wěn)定化處理。采用加熱回流裝置在多孔硅表面連接硅烷偶聯(lián)劑活性基團(tuán)，多孔硅表面的Si-H鍵被穩(wěn)定的Si-OR基團(tuán)取代，增強(qiáng)了多孔硅的化學(xué)穩(wěn)定性，有利于多孔硅的后續(xù)應(yīng)用，硅烷偶聯(lián)劑取代機(jī)理如圖7所示。

圖7 硅烷偶聯(lián)劑取代多孔硅Si-H鍵機(jī)理

由于多孔硅表面存在大量孔隙，有利于復(fù)合材料的制備，可進(jìn)一步提高多孔硅的燃燒及爆炸性能。吉飛等[40]選用NaClO4作為氧化劑，將多孔硅浸泡于NaClO4的丙酮溶液中，加以超聲振蕩，溶液自發(fā)的滲透進(jìn)入多孔硅的孔隙中；真空干燥后，得到NaClO4/多孔硅含能材料。Plessis等[41]對(duì)NaClO4、S、Gd(NO3)3三種氧化劑填充多孔硅的爆炸性能進(jìn)行對(duì)比研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NaClO4作為氧化劑時(shí)，多孔硅爆炸能量最強(qiáng)。Churaman等[42]研究了多孔硅/NaClO4的爆炸機(jī)理及燃燒特性，認(rèn)為該復(fù)合含能材料的能量釋放速率是可調(diào)的，火焰?zhèn)鞑サ淖畲笏俾士蛇_(dá)1 590 m/s，能量釋放量為9.2 kJ/g，約為TNT的兩倍，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.3 紅磷改性技術(shù)

紅磷是目前磷系煙幕彈的主要裝藥，在國(guó)內(nèi)外多種型號(hào)的武器上都有著廣泛應(yīng)用。紅磷發(fā)煙迅速，產(chǎn)生的煙幕除對(duì)可見(jiàn)光具有良好的屏蔽效能外，對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光也具有一定吸收或散射效能，在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)揮著重要功效。然而紅磷在使用過(guò)程中存在著一些問(wèn)題：紅磷長(zhǎng)期放置在空氣中，容易吸濕變性，并釋放劇毒PH3氣體；紅磷摩擦感度高，著火點(diǎn)低，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中容易發(fā)生危險(xiǎn)。為解決以上兩個(gè)問(wèn)題，需要對(duì)紅磷進(jìn)行表面改性。

目前國(guó)內(nèi)外大多采用微膠囊技術(shù)在紅磷表面包覆一層致密的囊殼結(jié)構(gòu)，以此提高紅磷的使用性能。LIU[43]采用酚醛樹(shù)脂為囊殼材料制備微膠囊紅磷，并對(duì)微膠囊紅磷的表面形態(tài)、吸濕率、熱穩(wěn)定性、熱動(dòng)力性質(zhì)及著火點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對(duì)于普通紅磷，微膠囊紅磷的吸濕率下降，熱穩(wěn)定性及著火點(diǎn)上升。當(dāng)添加的酚醛樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，微膠囊紅磷樣品的摩擦感度較紅磷煙火劑下降明顯，且發(fā)煙效能基本不受影響。JIAN[44]等采用原位聚合法制備了聚硅氧烷微膠囊紅磷，并對(duì)紅磷的阻燃性能進(jìn)行測(cè)試。洪曉東等[45]以密胺甲醛樹(shù)脂的預(yù)聚物為原料，通過(guò)原位聚合法制備密胺甲醛樹(shù)脂微膠囊紅磷。經(jīng)密胺甲醛樹(shù)脂包覆的紅磷與普通紅磷相比，團(tuán)聚現(xiàn)象消失，分散性較好；顆粒大小分布均勻，表面較為粗糙。經(jīng)TG分析儀測(cè)定，密胺樹(shù)脂包覆之后的紅磷著火點(diǎn)提升至459.3 ℃，熱穩(wěn)定性提高。

由于囊殼材料的存在，包覆后的紅磷吸濕性明顯下降，并且根據(jù)熱點(diǎn)理論[46]，可以推斷微膠囊紅磷的摩擦感度下降，使用性能優(yōu)于普通紅磷。

4 結(jié)論

總體來(lái)說(shuō)，燃燒型含能材料的發(fā)展方向是由微米尺度到納米尺度、由低能量釋放效率到高能量釋放效率、由高耗能到綠色環(huán)保[47]。除文中介紹的幾種新型含能材料外，仍有許多含能材料正處于初步應(yīng)用或研發(fā)階段，不斷推動(dòng)著武器裝備的更新發(fā)展，在航空航天領(lǐng)域、洲際武器發(fā)射領(lǐng)域等發(fā)揮著重要作用。

新型含能材料的研究取得了較大的成果，但目前仍存在著納米顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重、高能含能材料感度高、制備工藝耗能大等問(wèn)題。今后的研究方向是：

1) 研究低成本、高效率的新型含能材料制備工藝，選擇合適催化劑提高制備效率，加快推動(dòng)新型含能材料的實(shí)際應(yīng)用。

2) 目前對(duì)于納米鋁及煙火劑紅磷的表面處理仍處于簡(jiǎn)單的包覆階段，對(duì)于包覆后產(chǎn)物性能下降的問(wèn)題沒(méi)有得到較好的解決。在今后的研究中，可以采用石墨烯、碳納米管、惰性金屬等傳熱性能良好的材料作為包覆材料，在解決新型含能材料易變形、易團(tuán)聚、高感度等問(wèn)題的前提下，保證其正常使用性能不受影響。

3) 紅磷煙火劑對(duì)可見(jiàn)光具有良好的屏蔽效能，對(duì)紅外光的屏蔽效能不明顯。在后續(xù)處理過(guò)程中，可在紅磷包覆涂層上添加銅粉等冷煙幕材料，紅磷燃燒產(chǎn)生的煙幕裹挾銅粉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光和紅外光的遮蔽；與此同時(shí)，銅粉的加入提高了囊殼的熱傳遞速率，包覆紅磷的點(diǎn)火遲滯問(wèn)題得到改善。