【摘要】：隨著現(xiàn)代武器對于高效毀傷、快速突防等性能要求的不斷提高,作為武器能量載體的含能材料也需要不斷升級。納米鋁粉由于具備高活性、高熱值以及高燃速等特性而成為制備新型納米復(fù)合含能材料的重要成分,在固體推進(jìn)劑及超級鋁熱劑等含能領(lǐng)域具有很大的發(fā)展前景,然而納米鋁粉表面極易被氧化而失去活性,因此對納米鋁粉進(jìn)行表面包覆技術(shù)的研究尤為重要。本論文采用直流電弧等離子體法制備高活性納米鋁粉,在惰性氣體保護(hù)下收集并用無水乙醇封存隔絕空氣,用KH-550對其進(jìn)行表面改性,以推進(jìn)劑的有機(jī)組分端羥基聚丁二烯(HTPB)為包覆劑進(jìn)行包覆,并以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為固化劑對包覆后的復(fù)合粒子進(jìn)行固化,制備出包覆效果良好的具有核-殼結(jié)構(gòu)的Al/HTPB復(fù)合粒子,復(fù)合粒子表面包覆層均勻致密,厚度約為4nm,FTIR和TG-DSC證明包覆層是固化的HTPB,復(fù)合粒子總放熱量達(dá)到5.229KJ/g。分散性測試表明,HTPB包覆納米鋁粉改變了納米鋁粉的表面物理和化學(xué)特性,使納米鋁粉由疏油性變?yōu)橛H油性,大大改善了復(fù)合粒子的防潮性和有機(jī)溶劑分散性,有利于提高納米鋁粉與推進(jìn)劑組分間的相容性。為了實(shí)現(xiàn)高活性納米鋁粉在超級鋁熱劑上的應(yīng)用,在HTPB包覆納米鋁粉的基礎(chǔ)上,以Fe(NO3)3·9H2O乙醇溶液為前驅(qū)體,通過溶膠-凝膠法制備了Fe2O3/HTPB/Al納米復(fù)合含能材料。XRD分析表明復(fù)合粒子中含有金屬鋁,TEM顯示納米鋁粉呈球形或準(zhǔn)球形,粒徑約為40nm,被氧化鐵粒子緊密包覆,納米鋁粉在氧化鐵粒子中分布較為均勻,未出現(xiàn)嚴(yán)重團(tuán)聚；FTIR顯示復(fù)合粒子中存在Fe203和HTPB;BET分析表明Fe2O3/HTPB/Al納米復(fù)合含能材料的比表面積為24.842m2/g,孔徑為5.44nm,HTPB的存在一定程度上降低了材料的比表面積。但受制備溶膠-凝膠過程中的高溫和低pH值影響,復(fù)合粒子中的鋁納米粒子受到腐蝕,因此還需要對工藝進(jìn)行改進(jìn)。利用噴霧造粒制備了HTPB包覆高活性Al納米粒子,表征分析顯示HTPB包覆可有有效的制備高質(zhì)量微米尺寸組裝粒子,包覆層可以有效的防止外界氧氣滲透而與活性鋁反應(yīng),因此可以有效延長存儲時(shí)間。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ450;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2583868