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一種鈍感鋁熱劑的組裝/性能和應用研究

發(fā)布時間:2020-12-04 15:34
  為了克服現(xiàn)有氧化物的鋁熱劑體系感度過高,探索納米鋁熱劑代替起爆藥的可能性,本文制備了一種鈍感的亞穩(wěn)態(tài)分子間復合物(MIC),以CuS04·5H20為氧化劑,采用靜電噴霧法(ES)制備了 n-A1/CuSO4·5H2O復合粒子,從n-A1/CuSO4·5H2O的制備、性能以及應用三個方面進行了研究。(1)采用靜電噴霧法制備出的n-A1/CuSO4·5H20復合粒子,利用鋁粉和氧化劑顆粒大小不同,設計并制備出微膠囊結構,納米鋁粉包覆在CuSO4·5H20表面,從形貌表征結果來看,靜電噴霧法使復合粒子各組分均勻,得到的微米級復合微球結構結實,微球粒徑分布均勻,n-A1/CuSO4·5H2O復合粒子的比表面積得以提高,大大提高了氧化劑和可燃劑的反應面。(2)從熱性能實驗和燃燒實驗結果來看,復合顆粒的燃燒放熱量、最大壓力、平均升壓速率以及燃燒時間等燃燒特征參數(shù)都比物理混合法制備的復合粒子有所提高。數(shù)據(jù)顯示,靜電噴霧法制備的n-A1/CuS04·5H20復合粒子的放熱量,最大壓力是物理混合制備的1.5倍,平均升壓速率是物理混合制備的2倍。這些性能上的提升說明靜電噴霧法提高了氧化劑和燃料的接觸面積,... 

【文章來源】:南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】:70 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

一種鈍感鋁熱劑的組裝/性能和應用研究


圖1.1納米鋁的熔化分散原理示意圖w??

示意圖,納米,氧化鋁,點火機


??圖1.1納米鋁的熔化分散原理示意圖w??Oxygen?shell??/?\.?Reactior^urface??/?a?\??Diffusion?ofyDxygen?\??I?I?AKimfnun?|?1??\DrffusionofVi?metal?core?/??lAiuminun?I??V_y??圖1.2納米鋁的擴散點火遠離示意圖??(2)擴散點火機制納米鋁顆粒在高溫下鋁核發(fā)生熔融使氧化鋁殼內(nèi)外產(chǎn)生巨??大的壓力梯度,這加速了氧氣和鋁原子在鋁核和氧化鋁殼之間的質(zhì)量傳輸。鋁的氧化過??程分為兩個階段:在鋁核熔化之前,氧氣經(jīng)過氧化鋁殼擴散到鋁核內(nèi)和鋁發(fā)生緩慢的氧??化反應;當溫度升高到鋁的熔點時,熔融的鋁核會進入快速氧化階段,此時,氧氣和熔??融的鋁都會通過氧化鋁殼進行擴散并且發(fā)生反應,而氧化鋁殼的內(nèi)外巨大壓力差會加速??原子的擴散,溫度繼續(xù)升高到氧化鋁殼融化,氧化反應更加迅速,引發(fā)了鋁熱反應。與??熔融一擴散機制不同的是,擴散點火機制認為氧化鋁殼的厚度對鋁熱反應的點火過程起??著重要作用,氧化鋁殼越薄,鋁熱反應越容易引發(fā)。圖1.2給出了納米鋁的擴散點火原??理示意圖。??3??

靜電噴霧,復合微球,法制,物理氣相沉積


-?〇/]?J?nanocomposite??圖1.4Al/Bi203/GO自組裝過程【30]??在實際應用中,采用自組裝的方法制備納米含能材料提高了材料的反應速率和性能,??但是這種方法存在的缺點是制備過程較為復雜,同時加入表面活性劑會引入不含能物質(zhì),??導致含能材料的能量密度降低。??1.2.2.5物理氣相沉積??物理氣相沉積是指在真空條件下將材料源表面氣化成氣態(tài)原子和分子或者將部分??電離成離子,然后將其沉積到基底上得到具有特殊功能的薄膜。物理氣相沉積包括真空??蒸鍍、磁控濺射、電弧等離子體鍍膜等。如今,物理氣相沉積不僅可以沉積金屬膜、合??金膜,還可以沉積化合物、陶瓷、半導體等。??Navid?Amini?Manesh等[32]通過磁控濺射■制備了?CuO/Al納米錯熱齊[J薄膜,并且分析??了基地材料類型和基地厚度對薄膜燃燒性能的影響。實驗結果表明,當二氧化硅的厚度??為200nm時鋁熱劑薄膜會發(fā)生猝熄現(xiàn)象

【參考文獻】:
期刊論文
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博士論文
[1]Al/Fe2O3-RDX納米復合物的反應特性研究[D]. 羅慶平.北京理工大學 2015

碩士論文
[1]含能材料激光點火過程的模型建立及其數(shù)值計算[D]. 王震.南京理工大學 2004



本文編號:2897845

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