Al-Mg及Al-Mg-Li合金燃料的氧化性能研究

发布时间：2017-12-21 23:23

  本文关键词：Al-Mg及Al-Mg-Li合金燃料的氧化性能研究　出处：《华中科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：铝基合金材料在作推进剂、炸药和烟火等含能配方中的燃料添加剂方面有着不可替代的地位。本文利用紧耦合气雾化法制备了Al-Mg合金和Al-Mg-Li合金粉末,研究了Al-Mg/H2O体系反应特性和Al-Mg-Li三元合金的氧化性能。利用联机电脑系统实时监测了高压反应釜内Al0.5Mg0.5/H2O体系的反应过程,针对反应体系的T-t曲线进行分析,提取并定义了反应过程的三个特征温度点(包括反应放热起始温度、反应最高速率温度、反应结束温度)和三个特征参数(包括反应起始温度、反应放热速率、反应放热量),从而建立了Al0.5Mg0.5/H2O反应的评价体系,作为评价Al0.5Mg0.5/H2O体系反应性能的标准。根据此方法,分析研究了粉末粒径、原料储存条件、加热功率、水燃摩尔比和反应溶液PH值五方面对Al0.5Mg0.5/H2O反应特性的影响,得出体系的最佳反应条件。Al0.5Mg0.5合金能与H2O完全反应,说明添加Mg元素使Al0.5Mg0.5合金粉活性升高,也为金属粉/水反应燃料更好地应用于推进剂中提供了数据支持。Al-Mg合金在与水反应方面优异的氧化性能在改善传统Al/H2O体系的性能方面具有重要意义。为进一步提高Al-Mg合金氧化性能,本文在Al-Mg二元合金基础上加入了Li元素,研究了Al-Mg-Li三元合金的氧化性能。利用热重/差热分析法(TG/DTA)测试了成分为Al0.55Mg0.4Li0.05到Al0.55Mg0.4Li0.05间的Al-Mg-Li合金的氧化性能。结果表明,对于镁含量10%-30%的合金,第一个氧化峰出现在417-480°C,第二个氧化峰出现在989-1098°C,且氧化温度随着镁含量增加而降低;镁含量为40%的合金第一个氧化峰出现在458°C,第二个氧化峰出现在540°C,且此温度后再无放热峰出现。在合金氧化过程中,合金中的Li、Mg元素首先发生选择性氧化并从中间相分离,选择性氧化过程中形成的多孔状结构促进了合金中剩余Al相的氧化。Al0.55Mg0.4Li0.05合金比其它合金提前氧化完全,完全氧化温度为1100°C。文中还制备了Al0.55Mg0.4Li0.05-Fe2O3铝热剂体系,在Ar气氛下的进行了DTA分析,结果表明,Al0.55Mg0.4Li0.05-Fe2O3在587°C发生剧烈,比传统的Al-Fe2O3铝热剂反应温度大幅降低,这说明Li、Mg的添加可显著降低铝热反应温度。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK16

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本文编号：1317545