一种钝感铝热剂的组装/性能和应用研究
发布时间：2020-12-04 15:34
为了克服现有氧化物的铝热剂体系感度过高,探索纳米铝热剂代替起爆药的可能性,本文制备了一种钝感的亚稳态分子间复合物（MIC）,以CuS04·5H20为氧化剂,采用静电喷雾法（ES）制备了 n-A1/CuSO4·5H2O复合粒子,从n-A1/CuSO4·5H2O的制备、性能以及应用三个方面进行了研究。（1）采用静电喷雾法制备出的n-A1/CuSO4·5H20复合粒子,利用铝粉和氧化剂颗粒大小不同,设计并制备出微胶囊结构,纳米铝粉包覆在CuSO4·5H20表面,从形貌表征结果来看,静电喷雾法使复合粒子各组分均匀,得到的微米级复合微球结构结实,微球粒径分布均匀,n-A1/CuSO4·5H2O复合粒子的比表面积得以提高,大大提高了氧化剂和可燃剂的反应面。（2）从热性能实验和燃烧实验结果来看,复合颗粒的燃烧放热量、最大压力、平均升压速率以及燃烧时间等燃烧特征参数都比物理混合法制备的复合粒子有所提高。数据显示,静电喷雾法制备的n-A1/CuS04·5H20复合粒子的放热量,最大压力是物理混合制备的1.5倍,平均升压速率是物理混合制备的2倍。这些性能上的提升说明静电喷雾法提高了氧化剂和燃料的接触面积,...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１纳米铝的熔化分散原理示意图ｗ??
??图１．１纳米铝的熔化分散原理示意图ｗ??Ｏｘｙｇｅｎ?ｓｈｅｌｌ??／?＼．?Ｒｅａｃｔｉｏｒ＾ｕｒｆａｃｅ??／?ａ?＼??Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｏｆｙＤｘｙｇｅｎ?＼??Ｉ?Ｉ?ＡＫｉｍｆｎｕｎ?｜?１??＼ＤｒｆｆｕｓｉｏｎｏｆＶｉ?ｍｅｔａｌ?ｃｏｒｅ?／??ｌＡｉｕｍｉｎｕｎ?Ｉ??Ｖ＿ｙ??图１．２纳米铝的扩散点火远离示意图??（２）扩散点火机制纳米铝颗粒在高温下铝核发生熔融使氧化铝壳内外产生巨??大的压力梯度，这加速了氧气和铝原子在铝核和氧化铝壳之间的质量传输。铝的氧化过??程分为两个阶段：在铝核熔化之前，氧气经过氧化铝壳扩散到铝核内和铝发生缓慢的氧??化反应；当温度升高到铝的熔点时，熔融的铝核会进入快速氧化阶段，此时，氧气和熔??融的铝都会通过氧化铝壳进行扩散并且发生反应，而氧化铝壳的内外巨大压力差会加速??原子的扩散，温度继续升高到氧化铝壳融化，氧化反应更加迅速，引发了铝热反应。与??熔融一扩散机制不同的是，扩散点火机制认为氧化铝壳的厚度对铝热反应的点火过程起??着重要作用，氧化铝壳越薄，铝热反应越容易引发。图１．２给出了纳米铝的扩散点火原??理示意图。??３??
－?〇／］?Ｊ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??图１．４Ａｌ／Ｂｉ２０３／ＧＯ自组装过程【３０］??在实际应用中，采用自组装的方法制备纳米含能材料提高了材料的反应速率和性能，??但是这种方法存在的缺点是制备过程较为复杂，同时加入表面活性剂会引入不含能物质，??导致含能材料的能量密度降低。??１．２．２．５物理气相沉积??物理气相沉积是指在真空条件下将材料源表面气化成气态原子和分子或者将部分??电离成离子，然后将其沉积到基底上得到具有特殊功能的薄膜。物理气相沉积包括真空??蒸镀、磁控溅射、电弧等离子体镀膜等。如今，物理气相沉积不仅可以沉积金属膜、合??金膜，还可以沉积化合物、陶瓷、半导体等。??Ｎａｖｉｄ?Ａｍｉｎｉ?Ｍａｎｅｓｈ等［３２］通过磁控溅射■制备了?ＣｕＯ／Ａｌ纳米错热齐［Ｊ薄膜，并且分析??了基地材料类型和基地厚度对薄膜燃烧性能的影响。实验结果表明，当二氧化硅的厚度??为２００ｎｍ时铝热剂薄膜会发生猝熄现象
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚稳态分子间复合物Al/Bi2O3及其应用[J]. 王亚军,江自生,冯长根. 化学进展. 2016(Z2)
[2]纳米Al/Bi2O3制备和性能及长储研究[J]. 黄凡泰,张琳,朱顺官. 兵工学报. 2015(08)
[3]自组装铝/氧化铜和铝/氧化铁及其性能评估[J]. 王晓倩,张琳,朱顺官,赵佳. 无机化学学报. 2013(09)
[4]反应抑制球磨法制备超级铝热剂的研究进展[J]. 邹美帅,杜旭杰,李晓东,杨荣杰. 兵工学报. 2013(06)
[5]静电喷雾法制备聚醚砜多孔微球孔隙率的控制研究[J]. 王礼华,张全超,王孝军,龙盛如,杨杰. 中国塑料. 2012(02)
[6]五水硫酸铜脱水机理及硫酸铜高温分解的热力学研究[J]. 曹新鑫,胡蕾阳,樊斌斌,刘玉飞,张崇. 精细与专用化学品. 2011(06)
[7]超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,肖立柏,徐司雨,高红旭,邢晓玲. 无机化学学报. 2011(02)
[8]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建. 实验技术与管理. 2010(09)
[9]Fe2O3/Al纳米复合铝热剂的制备及其反应特性研究[J]. 王毅,李凤生,姜炜,张先锋,郭效德. 火工品. 2008(04)
[10]激光点火技术的发展[J]. 胡艳,沈瑞琪,叶迎华. 含能材料. 2000(03)
博士论文
[1]Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的反应特性研究[D]. 罗庆平.北京理工大学 2015
硕士论文
[1]含能材料激光点火过程的模型建立及其数值计算[D]. 王震.南京理工大学 2004
本文编号：2897845
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１纳米铝的熔化分散原理示意图ｗ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]亚稳态分子间复合物Al/Bi2O3及其应用[J]. 王亚军,江自生,冯长根. 化学进展. 2016(Z2)
[2]纳米Al/Bi2O3制备和性能及长储研究[J]. 黄凡泰,张琳,朱顺官. 兵工学报. 2015(08)
[3]自组装铝/氧化铜和铝/氧化铁及其性能评估[J]. 王晓倩,张琳,朱顺官,赵佳. 无机化学学报. 2013(09)
[4]反应抑制球磨法制备超级铝热剂的研究进展[J]. 邹美帅,杜旭杰,李晓东,杨荣杰. 兵工学报. 2013(06)
[5]静电喷雾法制备聚醚砜多孔微球孔隙率的控制研究[J]. 王礼华,张全超,王孝军,龙盛如,杨杰. 中国塑料. 2012(02)
[6]五水硫酸铜脱水机理及硫酸铜高温分解的热力学研究[J]. 曹新鑫,胡蕾阳,樊斌斌,刘玉飞,张崇. 精细与专用化学品. 2011(06)
[7]超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,肖立柏,徐司雨,高红旭,邢晓玲. 无机化学学报. 2011(02)
[8]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建. 实验技术与管理. 2010(09)
[9]Fe2O3/Al纳米复合铝热剂的制备及其反应特性研究[J]. 王毅,李凤生,姜炜,张先锋,郭效德. 火工品. 2008(04)
[10]激光点火技术的发展[J]. 胡艳,沈瑞琪,叶迎华. 含能材料. 2000(03)
博士论文
[1]Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的反应特性研究[D]. 罗庆平.北京理工大学 2015
硕士论文
[1]含能材料激光点火过程的模型建立及其数值计算[D]. 王震.南京理工大学 2004
本文编号：2897845
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