鋁粉的氟化改性及在丁羥固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 00:26
鋁粉是固體推進(jìn)劑中廣泛使用的一種高能燃燒劑,具有密度高、耗氧量低以及燃燒焓高等優(yōu)點(diǎn),能顯著提高推進(jìn)劑的比沖,是推進(jìn)劑、炸藥、火藥中廣泛使用的燃燒劑。為了解決鋁粉在固體推進(jìn)劑中應(yīng)用存在的燃燒效率低,易團(tuán)聚等問(wèn)題,采用全氟十四酸和氟化物(PF)對(duì)鋁粉進(jìn)行改性處理,將氟化物改性鋁粉(Al/PF)作為含能添加劑加入含鋁HTPB固體推進(jìn)劑中,研究其對(duì)推進(jìn)劑燃燒性能的影響。首先,通過(guò)原位包覆的方法制備了nmAl/C13F27COOH復(fù)合物,采用SEM、TEM、粒度和活性鋁測(cè)試等方法對(duì)復(fù)合物進(jìn)行表征。結(jié)果表明:對(duì)比空氣鈍化的納米鋁粉(air-nmAl),經(jīng)C13F27COOH包覆后,鋁粉表面的氧化層厚度明顯減小,活性鋁含量提高約55%,但nmAl/C13F27COOH復(fù)合物活性鋁的含量依然偏低,僅為44.9%。其次,采用球磨法制備納米(微米)鋁/氟化物復(fù)合物(nmAl/PF,μmAl/PF)及5種不同納米鋁和氟化物質(zhì)量比的nmAl/PF復(fù)合物,采用SEM、熱分析、XRD...
【文章來(lái)源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 鋁的氟化改性
1.3 國(guó)內(nèi)外鋁粉氟化改性研究
1.3.1 原位包覆法
1.3.2 核-殼結(jié)構(gòu)法
1.3.3 壓制燒結(jié)法
1.3.4 球磨法
1.3.5 其他方法
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 納米鋁/全氟十四酸復(fù)合物的制備與表征
2.1 實(shí)驗(yàn)部分
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
2.1.3 實(shí)驗(yàn)制備及分析測(cè)試方法
2.1.4 納米鋁/全氟十四酸復(fù)合物的制備
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 SEM分析
2.2.2 TEM分析
2.2.3 粒度分析
2.2.4 活性鋁含量分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 鋁/氟化物復(fù)合物的制備與表征
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
3.1.3 實(shí)驗(yàn)制備及分析測(cè)試方法
3.1.4 鋁/氟化物復(fù)合物的制備
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 鋁/氟化物復(fù)合物性能分析
3.2.2 不同質(zhì)量比nmAl/PF復(fù)合物
3.3 本章小結(jié)
第4章 含鋁HTPB推進(jìn)劑的燃燒性能分析
4.1 實(shí)驗(yàn)部分
4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
4.1.3 實(shí)驗(yàn)制備及分析測(cè)試方法
4.1.4 含鋁HTPB推進(jìn)劑的制備
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 系列一推進(jìn)劑
4.2.2 系列二推進(jìn)劑
4.2.3 四組元推進(jìn)劑
4.2.4 18 μm鋁粉推進(jìn)劑
4.3 本章小結(jié)
第5章 推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物的表征
5.1 實(shí)驗(yàn)部分
5.1.1 系列一推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.1.2 系列二推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.1.3 四組元推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.1.4 18 μm鋁粉推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.2 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
6.3 主要存在問(wèn)題
6.4 未來(lái)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氟化物包覆納米鋁粉對(duì)HTPB燃料燃燒性能的影響[J]. 秦釗,Christian PARAVAN,Giovanni COLOMOBO,Luigi T.DELUCA,沈瑞琪,葉迎華. 火炸藥學(xué)報(bào). 2014(02)
[2]國(guó)內(nèi)外納米鋁粉表面包覆改性研究進(jìn)展[J]. 李鑫,趙鳳起,儀建華,羅陽(yáng),姚二崗,姜涵雨. 材料保護(hù). 2013(12)
[3]全氟十四酸包覆納米鋁粉的制備及點(diǎn)火燃燒性能[J]. 姚二崗,趙鳳起,郝海霞,徐司雨,高紅旭,李鑫. 火炸藥學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]n-Al/n-PTFE復(fù)合物的熱行為[J]. 何麗蓉,肖樂(lè)勤,菅曉霞,周偉良. 火炸藥學(xué)報(bào). 2012(05)
[5]Modeling and simulation of JWL equation of state for reactive Al/PTFE mixture[J]. 蔣建偉,王樹(shù)有,張謀,魏強(qiáng). Journal of Beijing Institute of Technology. 2012(02)
[6]核殼結(jié)構(gòu)納米鋁粉熱學(xué)行為[J]. 郭連貴,宋武林,謝長(zhǎng)生,胡木林. 推進(jìn)技術(shù). 2012(03)
[7]油酸包覆納米鋁粉/黑索今復(fù)合體系的熱行為及非等溫分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 姚二崗,趙鳳起,高紅旭,徐司雨,胡榮祖,郝海霞,安亭,裴慶,肖立柏. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[8]美國(guó)Parr 6300氧彈量熱儀點(diǎn)火失敗故障解析[J]. 趙輝,何中華,郭懷文. 河北林業(yè). 2011(04)
[9]固體推進(jìn)劑中鋁粉氧化過(guò)程及其燃燒效率影響因素[J]. 嚴(yán)啟龍,張曉宏,李宏巖,宋振偉,劉萌. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2011(04)
[10]PTFE/Al反應(yīng)材料的力學(xué)性能研究[J]. 徐松林,陽(yáng)世清,徐文濤,張煒. 高壓物理學(xué)報(bào). 2009(05)
博士論文
[1]固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特性預(yù)示研究[D]. 封鋒.南京理工大學(xué) 2010
[2]HTPB推進(jìn)劑貯存老化特性及壽命預(yù)估研究[D]. 張興高.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]金屬/氟聚物反應(yīng)材料性能的研究[D]. 李玲琴.中北大學(xué) 2015
[2]固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)尾噴管內(nèi)流場(chǎng)特性研究[D]. 薛賽男.南京理工大學(xué) 2013
[3]金屬Fe/Alp復(fù)合粉體的制備及其工藝研究[D]. 杜蓉.華中科技大學(xué) 2012
[4]納米鋁粉在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用研究[D]. 王晨光.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]高金屬含量固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)問(wèn)題研究[D]. 劉曉俐.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[6]碳包覆金屬納米鋁粉的制備研究[D]. 張小塔.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3472674
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【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
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摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 鋁的氟化改性
1.3 國(guó)內(nèi)外鋁粉氟化改性研究
1.3.1 原位包覆法
1.3.2 核-殼結(jié)構(gòu)法
1.3.3 壓制燒結(jié)法
1.3.4 球磨法
1.3.5 其他方法
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 納米鋁/全氟十四酸復(fù)合物的制備與表征
2.1 實(shí)驗(yàn)部分
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
2.1.3 實(shí)驗(yàn)制備及分析測(cè)試方法
2.1.4 納米鋁/全氟十四酸復(fù)合物的制備
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 SEM分析
2.2.2 TEM分析
2.2.3 粒度分析
2.2.4 活性鋁含量分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 鋁/氟化物復(fù)合物的制備與表征
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
3.1.3 實(shí)驗(yàn)制備及分析測(cè)試方法
3.1.4 鋁/氟化物復(fù)合物的制備
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 鋁/氟化物復(fù)合物性能分析
3.2.2 不同質(zhì)量比nmAl/PF復(fù)合物
3.3 本章小結(jié)
第4章 含鋁HTPB推進(jìn)劑的燃燒性能分析
4.1 實(shí)驗(yàn)部分
4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
4.1.3 實(shí)驗(yàn)制備及分析測(cè)試方法
4.1.4 含鋁HTPB推進(jìn)劑的制備
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 系列一推進(jìn)劑
4.2.2 系列二推進(jìn)劑
4.2.3 四組元推進(jìn)劑
4.2.4 18 μm鋁粉推進(jìn)劑
4.3 本章小結(jié)
第5章 推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物的表征
5.1 實(shí)驗(yàn)部分
5.1.1 系列一推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.1.2 系列二推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.1.3 四組元推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.1.4 18 μm鋁粉推進(jìn)劑凝聚相燃燒產(chǎn)物
5.2 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
6.3 主要存在問(wèn)題
6.4 未來(lái)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氟化物包覆納米鋁粉對(duì)HTPB燃料燃燒性能的影響[J]. 秦釗,Christian PARAVAN,Giovanni COLOMOBO,Luigi T.DELUCA,沈瑞琪,葉迎華. 火炸藥學(xué)報(bào). 2014(02)
[2]國(guó)內(nèi)外納米鋁粉表面包覆改性研究進(jìn)展[J]. 李鑫,趙鳳起,儀建華,羅陽(yáng),姚二崗,姜涵雨. 材料保護(hù). 2013(12)
[3]全氟十四酸包覆納米鋁粉的制備及點(diǎn)火燃燒性能[J]. 姚二崗,趙鳳起,郝海霞,徐司雨,高紅旭,李鑫. 火炸藥學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]n-Al/n-PTFE復(fù)合物的熱行為[J]. 何麗蓉,肖樂(lè)勤,菅曉霞,周偉良. 火炸藥學(xué)報(bào). 2012(05)
[5]Modeling and simulation of JWL equation of state for reactive Al/PTFE mixture[J]. 蔣建偉,王樹(shù)有,張謀,魏強(qiáng). Journal of Beijing Institute of Technology. 2012(02)
[6]核殼結(jié)構(gòu)納米鋁粉熱學(xué)行為[J]. 郭連貴,宋武林,謝長(zhǎng)生,胡木林. 推進(jìn)技術(shù). 2012(03)
[7]油酸包覆納米鋁粉/黑索今復(fù)合體系的熱行為及非等溫分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 姚二崗,趙鳳起,高紅旭,徐司雨,胡榮祖,郝海霞,安亭,裴慶,肖立柏. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[8]美國(guó)Parr 6300氧彈量熱儀點(diǎn)火失敗故障解析[J]. 趙輝,何中華,郭懷文. 河北林業(yè). 2011(04)
[9]固體推進(jìn)劑中鋁粉氧化過(guò)程及其燃燒效率影響因素[J]. 嚴(yán)啟龍,張曉宏,李宏巖,宋振偉,劉萌. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2011(04)
[10]PTFE/Al反應(yīng)材料的力學(xué)性能研究[J]. 徐松林,陽(yáng)世清,徐文濤,張煒. 高壓物理學(xué)報(bào). 2009(05)
博士論文
[1]固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特性預(yù)示研究[D]. 封鋒.南京理工大學(xué) 2010
[2]HTPB推進(jìn)劑貯存老化特性及壽命預(yù)估研究[D]. 張興高.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]金屬/氟聚物反應(yīng)材料性能的研究[D]. 李玲琴.中北大學(xué) 2015
[2]固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)尾噴管內(nèi)流場(chǎng)特性研究[D]. 薛賽男.南京理工大學(xué) 2013
[3]金屬Fe/Alp復(fù)合粉體的制備及其工藝研究[D]. 杜蓉.華中科技大學(xué) 2012
[4]納米鋁粉在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用研究[D]. 王晨光.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]高金屬含量固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)問(wèn)題研究[D]. 劉曉俐.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[6]碳包覆金屬納米鋁粉的制備研究[D]. 張小塔.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3472674
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