Al 3 Zr/Al复合燃料的制备与热性能研究

发布时间：2021-10-12 07:58

　　金属燃料是推进剂和混合炸药的重要组成部分。为了改善金属燃料的点火和燃烧性能,获得一种高密度、高体积热值、燃烧完全的新型金属复合燃料,本文采用Al与Zr的合金化,制备出性能优异的Al₃Zr/Al体系的复合合金燃料,在确保体积含能的条件下,提高燃料的密度和燃烧完全性。本文采用非自耗电弧熔炼技术、悬浮熔炼以及紧耦合气雾化法成功制备了不同配比的Al₃Zr/Al和Al-Zr-Eu复合燃料,并通过激光粒度仪、XRD、SEM/EDS、TG-DTA、DSC等现代分析测试技术表征了制备的复合燃料。结果表明,新工艺制备的几种粉末成分均匀,呈高度球形状,表面存在明显的晶界,并在组织内部形成了金属间化合物Al₃Zr内嵌于基体Al的特殊结构。TG-DTA结果表明,与纯Al粉对比,Al₃Zr/Al复合燃料放热温度提前,增重更明显,最大增重可达71.2%,表明Al₃Zr/Al复合燃料拥有更高的热反应活性和反应完全性。同时发现Al₃Zr金属间化合物在O₂气氛下于96... 

【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】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)Al3Zr晶体的晶胞(b)Al3Zr晶体的非平衡形态

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文生的力足以使材料悬浮起来并被加热直至熔化[76]。电磁力使熔融金属与坩埚壁处于软接触或者不接触状态，这就避免了坩埚和材料被污染，保证了材料的纯度。此外，材料的悬浮状态大大减少了热损失，充分利用并节省了能源。深圳市赛迈特悬浮冶金科技有限公司的李碚等人[77,78]在悬浮熔炼这块走到了技术的前沿。他们改进了现有的悬浮熔炼技术，提高了悬浮效果，保证了成分的均匀性和准确性，并进一步减少了热损失；重新设计了坩埚水路，降低坩埚制作难度；增加设备的规格和功能。这些方法上的改进拓展了悬浮熔炼的应用范围。

图 2.2 紧耦合气雾化设备示意图Fig. 2.2 Schematic diagram of CCGAequipmentAl3Zr/Al 复合燃料的制备过程制备 Al3Zr/Al 和 Al-Zr-Eu 系列复合燃料的工艺流程，如图 2.3 所示。配料电弧熔炼悬浮熔炼锭子收集 装料充氩气抽真空雾化感应熔炼

【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]熔炼难熔金属的新技术——真空悬浮熔炼技术[J]. 李碚,张森,元少勇,陈贵生.  特种铸造及有色合金. 2016(04)
[3]铝粉含量对火箭发动机推力影响研究[J]. 于永志,相升海,李世鹏,于超,李帅,袁健飞.  兵器装备工程学报. 2016(03)
[4]真空悬浮熔炼技术[J]. 李碚,张森.  冶金设备. 2015(05)
[5]锆粉对硅系延期药燃速的影响[J]. 曾寿礼,郑思友.  煤矿爆破. 2015(03)
[6]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)
[7]纯锆粉及包覆Fe3O4锆粉的燃烧特性[J]. 周琪,孙金华,王秋红,尹艺,徐耀,吕宝亮.  燃烧科学与技术. 2012(06)
[8]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)
[9]纳米铝粉在高能固体推进剂中的应用[J]. 李伟,包玺,唐根,吴芳,徐海元,刘丽兵,郭翔,庞爱民.  火炸药学报. 2011(05)
[10]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)

博士论文
[1]硼颗粒点火燃烧机理研究[D]. 敖文.浙江大学 2014
[2]锆粉云瞬态火焰及连续喷射火焰特性的实验研究[D]. 王秋红.中国科学技术大学 2012
[3]新型耐水点火药燃烧性能及应用研究[D]. 陈西武.南京理工大学 2002

硕士论文
[1]Al-Li及Al/PMF（氟化石墨）含能燃料的制备与热性能研究[D]. 张冬梅.华中科技大学 2017
[2]新型Al-Eu合金燃料组织结构与能量释放的构效关系研究[D]. 付豪.华中科技大学 2016
[3]高活性铝基合金燃料的制备与热性能研究[D]. 李林福.华中科技大学 2015
[4]燃烧式含能破片的配方与性能研究[D]. 刘智华.南京理工大学 2010



本文编号：3432178