一種鈍感鋁熱劑的組裝/性能和應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)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(guò)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(gè)方面進(jìn)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(jì)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(lái)看,靜電噴霧法使復(fù)合粒子各組分均勻,得到的微米級(jí)復(fù)合微球結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí),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(shí)驗(yàn)和燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)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(shí)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(shuō)明靜電噴霧法提高了氧化劑和燃料的接觸面積,...
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1納米鋁的熔化分散原理示意圖w??
??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(kuò)散點(diǎn)火遠(yuǎn)離示意圖??(2)擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)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(guò)??程分為兩個(gè)階段:在鋁核熔化之前,氧氣經(jīng)過(guò)氧化鋁殼擴(kuò)散到鋁核內(nèi)和鋁發(fā)生緩慢的氧??化反應(yīng);當(dāng)溫度升高到鋁的熔點(diǎn)時(shí),熔融的鋁核會(huì)進(jìn)入快速氧化階段,此時(shí),氧氣和熔??融的鋁都會(huì)通過(guò)氧化鋁殼進(jìn)行擴(kuò)散并且發(fā)生反應(yīng),而氧化鋁殼的內(nèi)外巨大壓力差會(huì)加速??原子的擴(kuò)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(kuò)散機(jī)制不同的是,擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)制認(rèn)為氧化鋁殼的厚度對(duì)鋁熱反應(yīng)的點(diǎn)火過(guò)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(kuò)散點(diǎn)火原??理示意圖。??3??
-?〇/]?J?nanocomposite??圖1.4Al/Bi203/GO自組裝過(guò)程【30]??在實(shí)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(diǎn)是制備過(guò)程較為復(fù)雜,同時(shí)加入表面活性劑會(huì)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(guò)磁控濺射■制備了?CuO/Al納米錯(cuò)熱齊[J薄膜,并且分析??了基地材料類型和基地厚度對(duì)薄膜燃燒性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)二氧化硅的厚度??為200nm時(shí)鋁熱劑薄膜會(huì)發(fā)生猝熄現(xiàn)象
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]亞穩(wěn)態(tài)分子間復(fù)合物Al/Bi2O3及其應(yīng)用[J]. 王亞軍,江自生,馮長(zhǎng)根. 化學(xué)進(jìn)展. 2016(Z2)
[2]納米Al/Bi2O3制備和性能及長(zhǎng)儲(chǔ)研究[J]. 黃凡泰,張琳,朱順官. 兵工學(xué)報(bào). 2015(08)
[3]自組裝鋁/氧化銅和鋁/氧化鐵及其性能評(píng)估[J]. 王曉倩,張琳,朱順官,趙佳. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[4]反應(yīng)抑制球磨法制備超級(jí)鋁熱劑的研究進(jìn)展[J]. 鄒美帥,杜旭杰,李曉東,楊榮杰. 兵工學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]靜電噴霧法制備聚醚砜多孔微球孔隙率的控制研究[J]. 王禮華,張全超,王孝軍,龍盛如,楊杰. 中國(guó)塑料. 2012(02)
[6]五水硫酸銅脫水機(jī)理及硫酸銅高溫分解的熱力學(xué)研究[J]. 曹新鑫,胡蕾陽(yáng),樊斌斌,劉玉飛,張崇. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2011(06)
[7]超級(jí)鋁熱劑的制備、表征及其燃燒催化作用[J]. 安亭,趙鳳起,裴慶,肖立柏,徐司雨,高紅旭,邢曉玲. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)
[9]Fe2O3/Al納米復(fù)合鋁熱劑的制備及其反應(yīng)特性研究[J]. 王毅,李鳳生,姜煒,張先鋒,郭效德. 火工品. 2008(04)
[10]激光點(diǎn)火技術(shù)的發(fā)展[J]. 胡艷,沈瑞琪,葉迎華. 含能材料. 2000(03)
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(diǎn)火過(guò)程的模型建立及其數(shù)值計(jì)算[D]. 王震.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):2897845
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1納米鋁的熔化分散原理示意圖w??
??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(kuò)散點(diǎn)火遠(yuǎn)離示意圖??(2)擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)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(guò)??程分為兩個(gè)階段:在鋁核熔化之前,氧氣經(jīng)過(guò)氧化鋁殼擴(kuò)散到鋁核內(nèi)和鋁發(fā)生緩慢的氧??化反應(yīng);當(dāng)溫度升高到鋁的熔點(diǎn)時(shí),熔融的鋁核會(huì)進(jìn)入快速氧化階段,此時(shí),氧氣和熔??融的鋁都會(huì)通過(guò)氧化鋁殼進(jìn)行擴(kuò)散并且發(fā)生反應(yīng),而氧化鋁殼的內(nèi)外巨大壓力差會(huì)加速??原子的擴(kuò)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(kuò)散機(jī)制不同的是,擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)制認(rèn)為氧化鋁殼的厚度對(duì)鋁熱反應(yīng)的點(diǎn)火過(guò)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(kuò)散點(diǎn)火原??理示意圖。??3??
-?〇/]?J?nanocomposite??圖1.4Al/Bi203/GO自組裝過(guò)程【30]??在實(shí)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(diǎn)是制備過(guò)程較為復(fù)雜,同時(shí)加入表面活性劑會(huì)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(guò)磁控濺射■制備了?CuO/Al納米錯(cuò)熱齊[J薄膜,并且分析??了基地材料類型和基地厚度對(duì)薄膜燃燒性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)二氧化硅的厚度??為200nm時(shí)鋁熱劑薄膜會(huì)發(fā)生猝熄現(xiàn)象
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]亞穩(wěn)態(tài)分子間復(fù)合物Al/Bi2O3及其應(yīng)用[J]. 王亞軍,江自生,馮長(zhǎng)根. 化學(xué)進(jìn)展. 2016(Z2)
[2]納米Al/Bi2O3制備和性能及長(zhǎng)儲(chǔ)研究[J]. 黃凡泰,張琳,朱順官. 兵工學(xué)報(bào). 2015(08)
[3]自組裝鋁/氧化銅和鋁/氧化鐵及其性能評(píng)估[J]. 王曉倩,張琳,朱順官,趙佳. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[4]反應(yīng)抑制球磨法制備超級(jí)鋁熱劑的研究進(jìn)展[J]. 鄒美帥,杜旭杰,李曉東,楊榮杰. 兵工學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]靜電噴霧法制備聚醚砜多孔微球孔隙率的控制研究[J]. 王禮華,張全超,王孝軍,龍盛如,楊杰. 中國(guó)塑料. 2012(02)
[6]五水硫酸銅脫水機(jī)理及硫酸銅高溫分解的熱力學(xué)研究[J]. 曹新鑫,胡蕾陽(yáng),樊斌斌,劉玉飛,張崇. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2011(06)
[7]超級(jí)鋁熱劑的制備、表征及其燃燒催化作用[J]. 安亭,趙鳳起,裴慶,肖立柏,徐司雨,高紅旭,邢曉玲. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)
[9]Fe2O3/Al納米復(fù)合鋁熱劑的制備及其反應(yīng)特性研究[J]. 王毅,李鳳生,姜煒,張先鋒,郭效德. 火工品. 2008(04)
[10]激光點(diǎn)火技術(shù)的發(fā)展[J]. 胡艷,沈瑞琪,葉迎華. 含能材料. 2000(03)
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(diǎn)火過(guò)程的模型建立及其數(shù)值計(jì)算[D]. 王震.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):2897845
本文鏈接:http://www.lk138.cn/kejilunwen/jingguansheji/2897845.html
最近更新
教材專著