發(fā)布時間：2017-10-06 00:19

  本文關(guān)鍵詞：包覆納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩械臒岱磻?yīng)特性及反應(yīng)動力學(xué)

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【摘要】：納米鋁粉由于其較大的比表面積、較低的著火溫度和較快的燃燒速率而成為金屬燃燒劑的首選。但納米鋁粉極易被氧化,在顆粒表面形成一層致密的氧化層,導(dǎo)致其點(diǎn)火困難燃燒效率低,因此需對納米鋁粉表面進(jìn)行包覆處理。本文首先以不同濃度的包覆劑TMP、AP和SiO_2對平均粒徑為100nm的鋁粉進(jìn)行包覆,同時采用掃描電鏡、能譜分析和紅外光譜分析等手段對包覆后的納米鋁粉進(jìn)行了表征;其次,采用熱分析技術(shù)研究了包覆劑TMP、AP和SiO_2對納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩械臒岱磻?yīng)特性及反應(yīng)動力學(xué)特性的影響;最后,采用管式爐研究了包覆劑TMP、AP和SiO_2對納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩兄鹑紵匦缘挠绊�。主要成果如�?1、采用重結(jié)晶法制備了TMP、AP包覆的納米鋁粉和溶膠凝膠法制備了SiO_2包覆的納米鋁粉,結(jié)果表明,TMP、AP和SiO_2均在納米鋁粉表面達(dá)到了較好地包覆效果。2、二氧化碳?xì)夥障?經(jīng)過TMP和AP包覆的納米鋁粉總增重率和參與氧化反應(yīng)的納米鋁粉含量均得到了提高,且均促進(jìn)了納米鋁粉在低溫階段的氧化;經(jīng)SiO_2包覆的納米鋁粉僅有一個氧化增重階段,氧化反應(yīng)較集中。3、反應(yīng)動力學(xué)的研究結(jié)果表明,包覆劑TMP使納米鋁粉兩次增重階段的活化能分別下降了111.04 kJ/mol和34.56 kJ/mol;包覆劑AP使納米鋁粉兩次增重階段的活化能分別下降了196.83 kJ/mol和124.09 kJ/mol;但包覆劑SiO_2使納米鋁粉氧化增重階段的活化能升高了7.72 kJ/mol。這說明包覆TMP和AP有利于納米鋁粉與二氧化碳的反應(yīng),包覆SiO_2不利于納米鋁粉與二氧化碳的反應(yīng)。4、納米鋁粉兩次增重階段的機(jī)理均符合F2模型,其機(jī)理函數(shù)為G(α)=(1-α)-1-1;包覆TMP使納米鋁粉第I增重階段機(jī)理符合R3模型,其機(jī)理函數(shù)為G(α)=1-(1-α)1/3,但第Ⅱ階段的機(jī)理函數(shù)沒有發(fā)生變化。包覆劑AP對納米鋁粉兩次增重階段的機(jī)理均有影響,第I增重階段機(jī)理符合R2模型,其機(jī)理函數(shù)為G(α)=1-(1-α)1/2,第Ⅱ增重階段機(jī)理符合R3模型,其機(jī)理函數(shù)為G(α)=1-(1-α)1/3。包覆SiO_2的納米鋁粉增重階段符合R3模型,其機(jī)理函數(shù)為G(α)=1-(1-α)1/3。5、借助管式爐研究了包覆劑TMP、AP和SiO_2對納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩兄鹑紵匦缘挠绊�。研究結(jié)果表明,包覆物TMP和AP均降低了納米鋁粉的著火溫度,其中AP效果最好,其次是TMP。包覆SiO_2不利于納米鋁粉的著火燃燒。
【關(guān)鍵詞】：納米鋁粉 包覆 熱分析 動力學(xué) 著火燃燒特性
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究的背景及意義10-11
• 1.2 納米鋁粉與微米鋁粉特性11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.4 包覆材料13-14
• 1.4.1 有機(jī)物包覆13
• 1.4.2 無機(jī)物包覆13-14
• 1.5 包覆手段14-16
• 1.5.1 沉淀法14
• 1.5.2 重結(jié)晶法14
• 1.5.3 電鍍法14
• 1.5.4 溶膠-凝膠法14-16
• 1.6 研究內(nèi)容及全文研究思路16-17
• 第二章 納米鋁粉的包覆17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 實(shí)驗部分17-23
• 2.2.1 試劑和儀器17-18
• 2.2.2 包覆材料18-21
• 2.2.3 包覆樣品的制備21-23
• 2.3 測試表征23-25
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）23
• 2.3.2 能譜分析（EDS）23-24
• 2.3.3 紅外光譜分析（FTIR）24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 包覆劑對納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩袩岱磻?yīng)特性的影響27-42
• 3.1 引言27-29
• 3.2 實(shí)驗條件29
• 3.3 結(jié)果與討論29-41
• 3.3.1 包覆劑種類和濃度對納米鋁粉熱反應(yīng)特性的影響29-36
• 3.3.2 包覆物及其濃度對納米鋁粉著火特性的影響36-37
• 3.3.3 不同升溫速率下，包覆物對納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩兄鹛匦缘挠绊?/span>37-39
• 3.3.4 熱反應(yīng)產(chǎn)物形貌與成分分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 包覆納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩械姆磻?yīng)動力學(xué)分析42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 動力學(xué)分析方法42-46
• 4.2.1 動力學(xué)分析法在操作層面上的分類42-43
• 4.2.2 動力學(xué)分析方法在數(shù)學(xué)層面上的分類43-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-57
• 4.3.1 nAl反應(yīng)動力學(xué)分析46-51
• 4.3.2 TMP/ nAl反應(yīng)動力學(xué)分析51-53
• 4.3.3 AP/ nAl反應(yīng)動力學(xué)分析53-55
• 4.3.4 SiO_2/ nAl反應(yīng)動力學(xué)分析55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 包覆納米鋁粉在二氧化碳?xì)夥罩械闹鹑紵匦匝芯?/span>58-66
• 5.1 引言58
• 5.2 實(shí)驗58-59
• 5.2.1 實(shí)驗設(shè)備58-59
• 5.2.2 實(shí)驗步驟59
• 5.3 結(jié)果討論59-64
• 5.3.1 著火燃燒溫度59-62
• 5.3.2 燃燒火焰現(xiàn)象分析62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 第六章 全文結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及未來工作展望66-68
• 6.1 全文結(jié)論66-67
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)67
• 6.3 今后工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-74
• 致謝74

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