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(fù)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(fù)合粒子,從n-A1/CuSO4·5H2O的制備、性能以及應(yīng)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(fù)合粒子,利用鋁粉和氧化劑顆粒大小不同,設(shè)計并制備出微膠囊結(jié)構(gòu),納米鋁粉包覆在CuSO4·5H20表面,從形貌表征結(jié)果來看,靜電噴霧法使復(fù)合粒子各組分均勻,得到的微米級復(fù)合微球結(jié)構(gòu)結(jié)實,微球粒徑分布均勻,n-A1/CuSO4·5H2O復(fù)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(yīng)面。（2）從熱性能實驗和燃燒實驗結(jié)果來看,復(fù)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(fù)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(fù)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(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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??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(yīng)；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(yīng)，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(yīng)更加迅速，引發(fā)了鋁熱反應(yīng)。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(yīng)的點火過程起??著重要作用，氧化鋁殼越薄，鋁熱反應(yīng)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??

－?〇／］?Ｊ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??圖１．４Ａｌ／Ｂｉ２０３／ＧＯ自組裝過程【３０］??在實際應(yīng)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(yīng)速率和性能，??但是這種方法存在的缺點是制備過程較為復(fù)雜，同時加入表面活性劑會引入不含能物質(zhì)，??導(dǎo)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(dǎo)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(jié)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(fù)合物的反應(yīng)特性研究[D]. 羅慶平.北京理工大學(xué) 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(xué) 2004



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