Al-Li及Al/PMF（氟化石墨）含能燃料的制备与热性能研究

发布时间：2021-05-13 18:00

　　Al粉作为金属燃料,是固体推进剂的主要组成成分,但在其应用中具有一些难以克服的缺点,如:点火温度高、燃烧不完全及表面易团聚等。本文采用紧耦合气雾化法和两步球磨法分别制备了Al-3Li（wt.%）合金粉末和不同配比的Al/PMF复合颗粒。通过激光粒度分析仪、XRD、SEM/EDX以及TG/DTA等现代测试技术对制备粉体的粒径、物相、形貌及热反应活性进行表征和分析,并对其氧化机理进行了探索。为了避免高活性的Al-3Li合金粉末在存储过程中发生严重的表面氧化,本文采用改进的化学液相沉积方法,在合金粉末表面包覆一层均匀的铁层,并对包覆前后粉末的热稳定性进行跟踪研究。结果表明,气雾化的Al-3Li合金粉末呈现高度的球形,且无团聚现象。铁包覆后的复合颗粒具有核壳结构且表面包覆的铁层均匀致密。相对于单质铝粉,Al-3Li合金粉末和Fe/Al-3Li复合颗粒均增强了燃料的反应活性,如急剧的增重和集中热释放现象。热稳定性研究表明,铁包覆后,合金粉末的活性衰减率明显降低,质量燃烧焓基本稳定,表明铁包覆合金颗粒确实提高粉末的时效稳定性。文中两步球磨法制备了Al/PMF复合颗粒,且随着PMF含量的增加,颗粒的... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 铝基合金燃料的研究现状
        1.2.1 Al-Li合金燃料的研究进展
        1.2.2 Al-Mg合金燃料的研究进展
        1.2.3 Al- Ti合金燃料的研究进展
        1.2.4 Al-I合金燃料的研究进展
    1.3 铝基复合燃料的研究现状
    1.4 铝基含能燃料的制备工艺
        1.4.1 气雾化法制粉工艺的研究
        1.4.2 机械球磨制粉工艺的研究
    1.5 本课题的选题思路及主要的研究内容
2 Al-Li合金粉末的制备及热性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与实验仪器
        2.2.2 实验过程
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Al-3Li合金粉末的物相、粒径和形貌分析
        2.3.2 Al-3Li合金粉末热性能及氧化过程分析
    2.4 本章小结
3 Al-Li合金粉末的表面改性及热稳定性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与实验仪器
        3.2.2 实验过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Fe/Al-3Li复合颗粒的形貌分析
        3.3.2 Fe/Al-3Li复合颗粒的热性能及氧化过程分析
        3.3.3 包覆前后粉末的热稳定性研究
    3.4 本章小结
4 Al/PMF(氟化石墨)复合颗粒的制备及热性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与实验仪器
        4.2.2 实验过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Al/PMF复合颗粒的粒径、形貌和物相分析
        4.3.2 Al/PMF复合颗粒的热性能分析
        4.3.3 Al/PMF复合颗粒具体的氧化过程及产物的防团聚机理
    4.4 本章小结
5 铝基含能燃料对高氯酸铵(AP)热分解特性的影响
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与实验仪器
        5.2.2 实验过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 AP的热分解机理
        5.3.2 铝基含能燃料对AP分解特性的影响
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 主要创新点
    6.3 需要完善的工作
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Li粉对AP热分解特性的影响[J]. 安静,丁黎,祝艳龙,常海,梁忆.  固体火箭技术. 2016(03)
[2]固体推进剂燃烧过程铝团聚研究进展[J]. 敖文,刘佩进,吕翔,杨文婧.  宇航学报. 2016(04)
[3]固体推进剂铝粉燃烧特性及机理研究进展分析[J]. 唐泉,庞爱民,汪越.  固体火箭技术. 2015(02)
[4]铝粉在固体推进剂中的应用[J]. 郭春景,徐海平,杜月明,云振义.  内蒙古石油化工. 2014(14)
[5]铝粉粒度对高氯酸铵热分解动力学的影响[J]. 朱艳丽,焦清介,黄浩,任慧.  高等学校化学学报. 2013(03)
[6]高活性铝锂合金的制备及微观结构与水解性能研究[J]. 刘姝,孙文强,唐锐,李超,刑威虎,范美强.  固体火箭技术. 2012(03)
[7]固体推进剂用纳米核壳型铝粉的制备及其应用研究进展[J]. 齐晓飞,张晓宏,严启龙,李军强,宋振伟.  化工新型材料. 2012(04)
[8]合金燃料在固体推进剂中的应用[J]. 赵庆华,王莉莉,刘欣,马岩,马云翔,崔玉春.  化学推进剂与高分子材料. 2011(01)
[9]金属燃料在固体推进剂中的应用进展[J]. 庞维强,樊学忠.  化学推进剂与高分子材料. 2009(02)
[10]气雾化法制备金属粉末的研究进展[J]. 刘文胜,彭芬,马运柱,崔鹏,唐芳.  材料导报. 2009(03)

硕士论文
[1]紧耦合雾化喷嘴的反压和微细粉末的制备研究[D]. 郭屹宾.中南大学 2009



本文编号：3184469