一种表面氟化改性的纳米铝粉制备方法与流程

1.本发明属于新型含能材料制备技术领域，具体涉及到一种表面氟化改性的纳米铝粉制备方法。


背景技术：

2.金属燃料在反应性材料、能量存储、航空航天与国防科技等领域中有着广泛的应用。由于兼具能量密度高与热量释放大的优点，纳米铝粉成为应用价值较高的金属燃料之一并得到了研究者们广泛的关注。然而，在运输和加工过程中铝粉颗粒会发生缓慢氧化并在表面生成一层致密且惰性的氧化膜，导致铝粉反应活性降低。此外，铝粉在燃烧过程中容易发生熔化和结块，引起不完全燃烧，从而严重影响相关材料的燃烧性能。近期研究表明，通过在铝粉中引入含氟组分可以有效改善上述问题。这是由于点火后含氟组分预先发生分解而产生高活性和低沸点的含氟自由基和气体，一方面能与惰性氧化铝层发生反应并对铝粉颗粒进行活化，另一方面抑制了铝粉颗粒间的熔融团聚，从而促进了燃烧效率的提高。
3.sippel等人在铝粉基推进剂中掺入聚四氟乙烯，有效改善了铝粉的燃烧过程(combustion and flame，2014，161，311
‑
321)。中国专利cn110590483a和cn111574314a报道了利用含氟化合物对铝粉进行处理，实现了相应材料稳定性和燃烧速率的提升。上述物理共混或包覆的方法虽然能在一定程度上优化铝粉的燃烧性能，然而氟化物与铝粉颗粒间界面相互作用弱，导致反应组分间的接触面积较低，难以充分发挥含氟组分对于铝粉燃烧的促进作用。其他铝粉氟化策略涉及到静电喷雾等条件较为苛刻的处理方法(cn110640136a和cn110746252a)或者需要用到氢氟酸(cn109134171a)、异氰酸酯(cn111484382a)等有毒有害试剂，不利于放大生产和实际应用。因此发展组分界面作用强且反应条件温和的表面氟化方法对于提升铝粉的燃烧性能以及应用价值方面具有重要的意义。
4.多巴胺是一类含有邻苯二酚和氨基的小分子，在弱碱性水溶液中能发生氧化自聚合并紧密粘附在不同基体表面。由于反应条件温和且界面作用强，多巴胺已被发展成为一种通用性强的材料表面功能修饰方法(science，2007，318，426
‑
430)。中国专利cn111217652a报道了利用多巴胺对铝粉进行表面修饰处理，随后加入含氟聚合物制备得到一种基于氟聚物改性铝粉的复合固体。结果表明经过多巴胺表面改性的铝粉由于界面作用的增强，实现了反应组分的均匀分布和材料释能效应的改善。尽管如此，聚多巴胺作为非含能界面层致使外层氟原子无法与铝粉颗粒表面直接接触，使得反应组分扩散距离变长，燃烧性能的提升有限。此外，上述工作中多巴胺表面修饰过程与含氟组分引入需分步进行，制备工艺相对复杂。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种表面氟化改性的高活性纳米铝粉制备方法。本发明的核心在于在纳米铝粉分散液中加入多巴胺与全氟十二烷硫醇，通过多巴胺的氧化自聚对铝
粉进行原位表面包覆，同步利用全氟十二烷硫醇上巯基对聚多巴胺的michael加成反应实现包覆层的均匀氟化，使得铝和氟反应组分在原子尺度上紧密接触，制备了具有优异燃烧性能的氟化改性铝粉复合物。进一步，通过控制包覆和氟化过程对包覆层结构进行调控，实现复合物反应动力学的调节。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种表面氟化改性的纳米铝粉的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤(1)：纳米铝粉分散液配制：
9.将纳米铝粉分散于乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液，获得纳米铝粉分散液；
10.步骤(2)：多巴胺溶液配制：
11.将多巴胺加入于去离子水中进行搅拌溶解，获得多巴胺溶液；
12.步骤(3)：纳米铝粉的表面氟化改性：
13.将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph后机械搅拌常温反应，间隔一定时间后加入全氟十二烷硫醇后继续机械搅拌常温反应，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干，得到表面氟化改性的纳米铝粉。
14.在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述纳米铝粉的粒径范围是20～800nm，超声频率为40～100khz。
15.在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述纳米铝粉分散液的浓度为5.0～13.3mg ml
‑1。
16.在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述多巴胺溶液的浓度为1.3～12.0mg ml
‑1。
17.在一些实施例中，所述步骤(3)中，所述ph为8.0～9.0，氨水和全氟十二烷硫醇二者的加入间隔时间为1～20h，全氟十二烷硫醇在混合体系中的浓度为0～4mg ml
‑1，加入全氟十二烷硫醇后的反应时间为5～10h。
18.在一些实施例中，所述步骤(3)中，所述真空干燥箱的干燥温度为30～50℃，真空度为200～400mbar。
19.本发明还提供了一种表面氟化改性的高活性纳米铝粉，由上述任意一项的制备方法得到的表面氟化改性的纳米铝粉。以多巴胺和全氟十二烷硫醇作为原料经一锅法对纳米铝粉进行了表面氟化修饰，得到了燃烧性能优异且反应活性可控的表面改性铝粉复合物。
20.该方法与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：
21.为了对现有技术的制备工艺和铝粉的燃烧过程进行优化，本发明公开一种表面氟化改性的高活性纳米铝粉制备方法。从简单经济的原料出发，在温和反应条件下通过“一锅法”对纳米铝粉颗粒进行表面氟化。由于反应组分之间的紧密接触以及界面增强效应所带来的组分分布均一性，所得材料具有优异的燃烧性能，主要体现为燃速的提升和点火延迟时间的降低。此外，通过调节原料的加入次序，能够对铝粉颗粒的表界面结构和燃烧反应动力学进行调控，实现材料结构与性能之间的有效关联。本发明为含能材料的表面功能化提供了新的策略，同时为铝粉在含能材料中的应用提供技术途径，具有重要的实际意义。
附图说明
22.为了更清楚的说明本技术文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅
是对本技术文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
23.图1为根据本发明实施例1制备的表面氟化改性的纳米铝粉的制备和结构示意图。
24.图2为纳米铝粉原料(图2a)和根据本发明实施例1制备的表面氟化改性的纳米铝粉(图2b)的透射电镜(tem)图。
25.图3为根据本发明实施例2制备的表面氟化改性的纳米铝粉的扫描透射电镜(stem，图3a)图以及相应铝(图3b)和氟元素(图3c)分布图。
26.图4为根据本发明实施例1制备的用于燃速测试的铝粉样条实拍图(其中铝粉样条被放置于钢制模具上待点火)。
27.图5为纳米铝粉原料和根据本发明实施例1制备的表面氟化改性的纳米铝粉的燃烧火焰形貌实拍图。
28.图6为根据本发明实施例1、6和7制备的表面氟化改性的纳米铝粉的点火延迟时间与燃速对比图。
29.图7为根据本发明实施例1、6和7制备的表面氟化改性的纳米铝粉在密闭实验中的压力
‑
时间曲线图。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
31.实施例1
32.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为60nm的纳米铝粉(1.0g)(如图2a)分散于100ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为100khz)(如图2b)。
33.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.4g)加入于100ml去离子水中进行搅拌溶解。
34.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为8.5，机械搅拌常温反应1h后加入全氟十二烷硫醇(0.4g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为2mg/ml，体系继续搅拌反应8h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为30℃，真空度为300mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉，如图1所示。
35.实施例1制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，如图5所示。所有参数均经过三次平行实验以确保可信度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到，如图4所示)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例1制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为79ms，燃速为196.4mm s
‑1，升压速率为2.32
×
103kpa s
‑1，各燃烧性能参数与铝粉原料(点火延迟时间为353ms，燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相比均表现优异。此外，在保持其它制备条件不变，仅变化
步骤(3)中氨水和全氟十二烷硫醇的滴加间隔时间(实施例1、6和7中分别为1、8和20h)能够对燃烧反应动力学进行调节，主要体现为点火延迟时间(实施例1、6和7中测试结果分别为79、162和427ms)和升压速率的变化(实施例1、6和7中测试结果分别为2.32
×
103、0.25
×
103和0.06
×
103kpa s
‑1)。
36.实施例2
37.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为60nm的纳米铝粉(1.0g)分散于100ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为100khz)。
38.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.4g)加入于100ml去离子水中进行搅拌溶解。
39.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为8.5，机械搅拌常温反应1h后加入全氟十二烷硫醇(0.2g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为1mg/ml，体系继续搅拌反应8h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为30℃，真空度为300mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉。
40.图3为根据本发明实施例2制备的表面氟化改性的纳米铝粉的扫描透射电镜(stem，图3a)图以及相应铝(图3b)和氟元素(图3c)分布图。
41.实施例2制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，所有参数均经过三次平行实验以确保可信度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例2制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为87ms，燃速为95.2mm s
‑1，升压速率为0.59
×
103kpa s
‑1，各燃烧性能参数与铝粉原料(点火延迟时间为353ms，燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相比均表现优异。此外，相较于实施例1，实施例2制备的表面氟化纳米铝的燃速和升压速率均有下降，表明全氟十二烷硫醇的加入量对燃烧性能有直接影响。
42.实施例3
43.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为20nm的纳米铝粉(0.5g)分散于100ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为70khz)。
44.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.8g)加入于100ml去离子水中进行搅拌溶解。
45.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为9.0，机械搅拌常温反应1h后加入全氟十二烷硫醇(0g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为0mg/ml，体系继续搅拌反应8h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为40℃，真空度为400mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉。
46.实施例3制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，所有参数均经过三次平行实验以确保可信度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例3制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为378ms，燃速为23.4mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量，各燃烧性能参数与铝粉原料(点火延迟时间为353ms，燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相当，说明当不加入含氟组分时单独聚多巴胺包覆层对铝粉的燃烧无促进作用。
47.实施例4
48.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为800nm的纳米铝粉(2g)分散于150ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为100khz)。
49.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.6g)加入于50ml去离子水中进行搅拌溶解。
50.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为8.5，机械搅拌常温反应1h后加入全氟十二烷硫醇(0.6g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为3mg/ml，体系继续搅拌反应10h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为50℃，真空度为200mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉。
51.实施例4制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，所有参数均经过三次平行实验以确保可信度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例4制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为192ms，燃速为86.6mm s
‑1，升压速率为0.17
×
103kpa s
‑1，各燃烧性能参数与铝粉原料(点火延迟时间为353ms，燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相比均表现优异。
52.实施例5
53.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为300nm的纳米铝粉(0.5g)分散于50ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为40khz)。
54.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.2g)加入于150ml去离子水中进行搅拌溶解。
55.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为8.0，机械搅拌常温反应1h后加入全氟十二烷硫醇(0.8g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为4mg/ml，体系继续搅拌反应5h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为40℃，真空度为300mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉。
56.实施例5制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，所有参数均经过三次平行实验以确保可信度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例5制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为153ms，燃速为104.5mm s
‑1，升压速率为0.45
×
103kpa s
‑1，各燃烧性能参数与铝粉原料(点火延迟时间为353ms，燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相比均表现优异。
57.实施例6
58.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为60nm的纳米铝粉(1.0g)分散于100ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为100khz)。
59.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.4g)加入于100ml去离子水中进行搅拌溶解。
60.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为8.5，机械搅拌常温反应8h后加入全氟十二烷硫醇(0.4g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为2mg/ml，体系继续搅拌反应8h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为30℃，真空度为300mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉。
61.实施例6制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，所有参数均经过三次平行实验以确保可信度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例6制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为162ms，燃速为161.3mm s
‑1，升压速率为0.25
×
103kpa s
‑1，各燃烧性能参数与铝粉原料(点火延迟时间为353ms，燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相比均表现优异。此外，在保持其它制备条件不变，仅变化步骤(3)中氨水和全氟十二烷硫醇的滴加间隔时间(实施例1、6和7中分别为1、8和20h)能够对燃烧反应动力学进行调节，主要体现为点火延迟时间(实施例1、6和7中测试结果分别为79、162和427ms)和升压速率的变化(实施例1、6和7中测试结果分别为2.32
×
103、0.25
×
103和0.06
×
103kpa s
‑1)。
62.实施例7
63.(1)纳米铝粉分散液配制：将平均粒径为60nm的纳米铝粉(1.0g)分散于100ml乙醇溶剂中，超声处理后形成悬浊液(超声频率为100khz)。
64.(2)多巴胺溶液配制：将多巴胺(0.4g)加入于100ml去离子水中进行搅拌溶解。
65.(3)纳米铝粉的表面氟化改性：将步骤(1)得到的纳米铝分散液加入步骤(2)的多巴胺溶液中，滴加氨水调节ph为8.5，机械搅拌常温反应20h后加入全氟十二烷硫醇(0.4g)，此时混合体系中全氟十二烷硫醇的浓度为2mg/ml，体系继续搅拌反应8h，经抽滤、乙醇和去离子水洗涤、真空干燥箱烘干(烘干温度为30℃，真空度为300mbar)，即得到表面氟化改性的纳米铝粉。
66.实施例7制备的表面氟化纳米铝粉直接用于空气氛围中的燃烧性能测试，燃烧过程和火焰形貌由高速摄影机进行观测和记录，所有参数均经过三次平行实验以确保可信
度。其中，点火延迟时间由激光点火装置测试得到，待测试样为堆砌状粉末(0.1g)，激光功率为30w；燃速由镍铬丝点火装置测试得到，待测试样为固定规格长条状(规格为0.2
×
0.2
×
10cm，表观密度为0.3g cm
‑3，由粉末经特定模具压制得到)；压力
‑
时间曲线以及升压速率等参数由密闭实验得到，其中试样(0.4g，堆砌粉末状)被放置于配备有镍铬丝点火装置和压力传感器的密闭反应箱(容积为330ml)中。测试结果显示，实施例7制备的表面氟化纳米铝粉点火延迟时间为427ms，燃速为120.4mm s
‑1，升压速率为0.06
×
103kpa s
‑1，其中燃速和升压速率二者与铝粉原料(燃速为24.2mm s
‑1，升压速率由于数值太低无法准确测量)相比均表现优异。此外，在保持其它制备条件不变，仅变化步骤(3)中氨水和全氟十二烷硫醇的滴加间隔时间(实施例1、6和7中分别为1、8和20h)能够对燃烧反应动力学进行调节，主要体现为点火延迟时间(实施例1、6和7中测试结果分别为79、162和427ms)和升压速率的变化(实施例1、6和7中测试结果分别为2.32
×
103、0.25
×
103和0.06
×
103kpa s
‑1)。如图6
‑
7所示。
67.相比于传统铝粉氟化体系，采用本发明获得的表面氟化改性的纳米铝粉，不仅具有氟化度高、氟化均匀性好等优点，而且氟化层与铝粉颗粒的界面作用强，从而优化了反应组分间的接触面积和扩散距离，所得复合物具有优异的燃烧性能和可控的反应活性。此外，本发明的制备方法工艺简单、成本较低且反应条件温和。因此，本发明为含能材料的表面功能化提供了新的策略，同时为铝粉在含能材料中的应用提供技术途径，具有重要的实际意义。
68.本发明提供的方法成功实现了纳米铝粉的表面氟化改性，不仅制备工艺流程简单，反应条件温和，易于放大，而且利用多巴胺的强界面作用和含氟小分子对聚多巴胺的michael加成反应实现反应组分的均匀分布和紧密接触，所得表面改性铝粉复合物具有明显提升的燃烧性能且反应动力学可控。本发明为含能材料的表面功能化提供了新的思路，具有广阔的应用前景。
69.尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。