硼粉细化、镁硼复合粉体的制备及其热氧化特性研究

发布时间：2018-01-24 00:49

  本文关键词： 硼 热氧化特性 细化 晶粒尺寸 低温球磨　出处：《武汉理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：由于其自身的高热值特性,硼成为了最有潜力的固体推进剂和炸药的燃料添加剂。但硼存在点火延迟和燃烧效率低的问题,阻碍了其高热值的充分发挥。降低硼粉粒径或与活性金属复合是改善硼点火和燃烧性能的有效途径。硼粉的性能与制备工艺密切相关,本论文引入了低温球磨工艺,并对细化及与镁复合后的硼粉的热氧化特性进行了研究。以平均粒径为40μm的硼粉为原料研究硼粉的颗粒细化。通过低温球磨工艺,实现了硼粉的颗粒细化,成功制备了平均粒径为2~3μm的硼粉;研究了颗粒细化对硼热氧化特性(反应起始温度Ti、氧化峰峰值温度Tp、放热量Q、最大放热速率Rmax和反应效率η)的影响。研究结果表明:与原料硼粉相比,颗粒细化后,Ti和Tp分别降低了231.6℃和333.9℃,Rmax提高了218%;颗粒细化时,当破裂作用占主导,冷焊作用可忽略时,硼粉的Ti、Tp和η随粒径的减小而降低,Rmax随粒径的减小而增大;冷焊作用明显,破裂作用仍起主导作用时,粒径继续降低,但Ti和Tp升高、η提高、Rmax降低。以平均粒径为10μm的硼粉为原料研究硼粉的晶粒细化。通过低温球磨工艺,实现了硼粉的晶粒细化,成功制备了晶粒尺寸为25~43nm的纳米晶硼粉,并对晶粒细化对硼热氧化特性的影响进行了研究。结果表明:经过晶粒细化处理后,Ti和Tp分别降低了223.9℃和296℃,Rmax提高了约7倍,η提高了15%;随晶粒尺寸的降低,硼粉的Ti和Tp分别降低至460℃和470℃左右后保持稳定;而Rmax随晶粒尺寸的降低逐渐增大。选择金属镁作为复合材料、以平均粒径20μm的硼粉作为原料,利用低温球磨技术制备了镁硼复合粉体,探讨了工艺参数对其结构的影响。发现镁含量的减低、球料比的增加、球磨转速的增加、球磨时间的延长、球磨方式为顺时针和逆时针交替旋转,均可使镁硼复合粉体的晶粒尺寸和粒径降低。进一步研究了其热氧化特性,结果表明:硼晶粒尺寸的降低可使Tp降低,Q和Rmax提高,硼的η略有提高;镁晶粒尺寸的降低可使Tp略有降低、Q和Rmax提高,但对η影响不大;粒径的降低可使Tp降低、η提高;单质镁含量的提高有利于Tp的降低;氧化硼含量的降低可提高η。
[Abstract]:The results show that the grain refinement of boron powder is reduced by 231.9 鈩，

本文编号：1458701