PTFE含量和烧结温度对Al/PTFE复合粒子形貌与燃烧性能的影响

发布时间：2024-03-27 02:36

　　为了探索聚四氟乙烯(PTFE)含量和烧结温度对铝粉(Al)/PTFE复合粒子形貌和燃烧性能的影响规律,采用球磨-烧结工艺,制备了不同配比、不同烧结温度的Al/PTFE复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对样品进行表征,研究了PTFE含量和烧结温度对复合粒子微观形貌的影响;利用密闭燃烧罐、高速摄像仪及红外热成像仪,对样品的燃烧过程进行分析,探究了PTFE含量和烧结温度对复合粒子燃烧性能的影响。结果表明,340℃烧结能使复合粒子形成规整的核壳结构,PTFE含量小于35%时,粒子包覆完整度随PTFE含量的增大而增大;当PTFE含量继续增加时,复合粒子形状变得不规则,出现颗粒凝聚。随着PTFE含量以及烧结温度的提高,样品的燃速、燃烧剧烈程度、火焰温度等均呈现出先提升再降低的趋势。最优条件(PTFE含量35%,烧结温度340℃)制备的样品较其它条件制备的样品,燃烧压力最高增大16%,燃烧时间最长缩短37%,中心火焰温度提高317.1℃,这表明,适量的(35%最佳)的PTFE含量和合适的烧结温度(340℃最佳)会显著改善复合粒子的燃烧性能。

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【部分图文】：

图2燃烧性能测试装置图

燃烧速率与火焰温度测定：自主搭建的点火装置如图2b，将0.1g样品摆放成锥形，通过直流电源开关（电压15V）控制点火。分别用高速摄像仪（2000帧/s）和红外热成像仪（50帧/s）拍摄样品燃烧过程，通过燃烧持续时间判定样品的燃烧速率大小，通过红外热成像仪测得火焰中心温度。3....

图3原料与Al/PTFE复合粒子XRD图

原料Al、PTFE与Al/PTFE复合粒子的XRD测试结果如图3。由图3可知，经过球磨、烧结后，没有新的衍射峰出现，说明无新物质生成；球磨过程中物料与磨球、壁面之间不断挤压、冲击促进了Al与PTFE的相互扩散，也致使两者内部晶体结构产生畸变，因此表现为各元素衍射峰位置相对于标准衍....

图4不同PTFE含量的Al/PTFE复合粒子的SEM图

图4为原料铝粉和上述不同PTFE含量的复合粒子的SEM图。由图4可知，PTFE的含量对复合粒子的微观形貌有一定影响：当PTFE含量小于等于35%时，复合粒子包覆的完整度和分散程度随着PTFE含量的增加而逐渐变高；当PTFE含量达到45%时，熔融又凝固的PTFE将铝粉颗粒凝聚成大的....

图54种Al/PTFE复合粒子燃烧压力与增压率对比图

在空气中点燃纯铝粉和不同PTFE含量的复合粒子，通过持续燃烧时间、火焰尺寸、火焰中心温度判定燃烧反应活性，用高速摄像机记录燃烧过程，用红外热成像仪读取每组样品燃烧时最高火焰中心温度。原料铝粉和4种Al/PTFE含量的复合粒子燃烧时高速摄像图和红外热成像图如图6。由图6可知，未添加....

本文编号：3940062